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WO2021186697A1 - 露光システム及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

露光システム及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2021186697A1
WO2021186697A1 PCT/JP2020/012414 JP2020012414W WO2021186697A1 WO 2021186697 A1 WO2021186697 A1 WO 2021186697A1 JP 2020012414 W JP2020012414 W JP 2020012414W WO 2021186697 A1 WO2021186697 A1 WO 2021186697A1
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WO
WIPO (PCT)
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region
reticle
exposure system
pattern
pulsed laser
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/012414
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光一 藤井
若林　理
Original Assignee
ギガフォトン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ギガフォトン株式会社 filed Critical ギガフォトン株式会社
Priority to PCT/JP2020/012414 priority Critical patent/WO2021186697A1/ja
Priority to JP2022507983A priority patent/JP7461454B2/ja
Priority to CN202080095315.2A priority patent/CN115039033A/zh
Publication of WO2021186697A1 publication Critical patent/WO2021186697A1/ja
Priority to US17/817,190 priority patent/US20220373896A1/en

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    • H01S3/2366—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media comprising a gas as the active medium
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02415—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers

Definitions

  • This disclosure relates to a method of manufacturing an exposure system and an electronic device.
  • a KrF excimer laser device that outputs a laser beam having a wavelength of about 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs a laser beam having a wavelength of about 193 nm are used.
  • the spectral line width of the naturally oscillating light of the KrF excimer laser device and the ArF excimer laser device is as wide as 350 to 400 pm. Therefore, if the projection lens is made of a material that transmits ultraviolet rays such as KrF and ArF laser light, chromatic aberration may occur. As a result, the resolving power may decrease. Therefore, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser beam output from the gas laser apparatus to a level where chromatic aberration can be ignored.
  • the laser resonator of the gas laser apparatus is provided with a narrow band module (Line Narrow Module: LNM) including a narrow band element (Etalon, grating, etc.) in order to narrow the spectral line width.
  • LNM Line Narrow Module
  • the gas laser device in which the spectral line width is narrowed is referred to as a narrow band gas laser device.
  • the exposure system is an exposure system that irradiates a reticle with pulsed laser light to scan-expose the semiconductor substrate, and guides the laser device that outputs the pulsed laser light and the pulsed laser light to the reticle.
  • the reticle is provided with a illuminating optical system that illuminates, a reticle stage that moves the reticle, and a processor that controls the output of pulsed laser light from the laser device and the movement of the reticle by the reticle stage.
  • a first region and a second region in which a second pattern is arranged are provided, and each of the first region and the second region is a region continuous in the scan width direction orthogonal to the scan direction of the pulsed laser light.
  • the first region and the second region are arranged side by side in the scanning direction, and the processor changes the value of the control parameter of the pulsed laser light according to each region of the first region and the second region, and the first region and the second region and the second region and the second region are arranged side by side.
  • the laser apparatus is controlled so as to output the pulsed laser light corresponding to each region of the second region.
  • a method for manufacturing an electronic device is from a laser device that outputs pulsed laser light, an illumination optical system that guides the pulsed laser light to a reticle, a reticle stage that moves the reticle, and a laser device.
  • a processor that controls the output of the pulsed laser light and the movement of the reticle by the reticle stage, and the reticle includes a first region in which the first pattern is arranged and a second region in which the second pattern is arranged.
  • Each of the first region and the second region is a region continuous in the scan width direction orthogonal to the scan direction of the pulsed laser light, and the first region and the second region are arranged side by side in the scan direction, and the processor.
  • the reticle is irradiated with pulsed laser light to scan-expose the photosensitive substrate.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an exposure system according to a comparative example.
  • FIG. 2 shows an example of an output pattern of a light emission trigger signal transmitted from the exposure control unit to the laser control unit.
  • FIG. 3 shows an example of an exposure pattern of step-and-scan exposure on a wafer.
  • FIG. 4 shows the relationship between one scan field on a wafer and a static exposure area.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the static exposure area.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a scan field during scan exposure.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing the relationship between the reticle and the scan beam corresponding to the operation of the scan exposure shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a configuration example of the lithography system according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram schematically showing an arrangement example of a reticle pattern applied to the lithography system according to the first embodiment.
  • FIG. 10 shows a configuration example of the laser device.
  • FIG. 11 shows an example of a band-shaped reticle pattern and a trend of control parameter values of the target laser beam.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing performed by the lithography control unit of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of the data structure of the table stored in the file C.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of processing performed by the exposure control unit of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of processing performed by the laser control unit of the first embodiment.
  • FIG. 16 shows an example of a trend of a strip-shaped reticle pattern and a control parameter value of a target laser beam in the lithography system according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of processing performed by the exposure control unit of the second embodiment.
  • FIG. 18 shows an example of a trend of a strip-shaped reticle pattern and a control parameter value of a target laser beam in the lithography system according to the modified example of the second embodiment.
  • FIG. 19 schematically shows the relationship between the reticle pattern and the wafer region applied to the lithography system according to the third embodiment.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing another example of the cross section of the wafer.
  • FIG. 21 shows an example of a trend of a strip-shaped reticle pattern and a control parameter value of a target laser beam in the lithography system according to the third embodiment.
  • FIG. 22 is a flowchart showing an example of processing performed by the lithography control unit of the third embodiment.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram showing the data structure of the table stored in the file C3.
  • FIG. 24 is a flowchart showing an example of processing performed by the exposure control unit of the third embodiment.
  • FIG. 25 shows an example of the trend of the strip-shaped reticle pattern and the control parameter value of the target laser beam in the lithography system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 21 shows an example of a trend of a strip-shaped reticle pattern and a control parameter value of a target laser beam in the lithography system according to the third embodiment.
  • FIG. 26 is a flowchart showing an example of processing performed by the exposure control unit of the fourth embodiment.
  • FIG. 27 shows another configuration example of the laser device.
  • FIG. 28 shows a configuration example of a semiconductor laser system.
  • FIG. 29 is a conceptual diagram of the spectral line width realized by chirping.
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing the relationship between the current flowing through the semiconductor laser, the wavelength change due to chirping, the spectral waveform, and the light intensity.
  • FIG. 31 is a graph for explaining the rise time of the semiconductor optical amplifier.
  • FIG. 32 schematically shows a configuration example of the exposure apparatus.
  • Embodiment 3 5.1 Configuration 5.2 Operation 5.3
  • Example of processing content of lithography control unit 5.4 Example of processing content of exposure control unit 5.5 Action / effect 5.6 Others 6.
  • Embodiment 4 6.1 Configuration 6.2 Operation 6.3 Action / Effect 7.
  • Example of excimer laser device using a solid-state laser device as an oscillator 7.1
  • Configuration 7.2 Operation 7.3
  • Description of semiconductor laser system 7.3.1 Configuration 7.3.2 Operation 7.3.3 Other 7.4 Action ⁇ Effect 7.5 Others
  • Hardware configuration of various control units 9. Manufacturing method of electronic device 10.
  • CD Cosmetic Dimension
  • the CD value of a pattern changes not only due to the dimensions of the pattern itself, but also due to the influence of surrounding patterns. Therefore, for example, the CD after exposure differs depending on whether a certain pattern is arranged in isolation on the reticle or if there is a pattern next to it. The degree depends not only on the distance to another adjacent pattern, the density, the type, etc., but also on the setting of the optical system of the exposure machine used for exposure.
  • OPE Optical Proximity Effect
  • the OPE curve is a graph in which the horizontal axis is the (through pitch) pattern and the vertical axis is the CD value or the difference between the CD value and the target CD value.
  • the OPE curve is also called an OPE characteristic curve.
  • OPC Optical Proximity Correction
  • OPE correction As a correction different from OPC. Since OPE is also affected by the settings of the optical system used for exposure (numerical aperture NA of lens, illumination ⁇ , ring band ratio, etc.), adjust the optical system parameters of the exposure machine so that the CD value becomes the target. Can be adjusted. This is called OPE correction. Both OPC and OPE correction can control the CD value, but OPC is often performed at the process development stage including reticle creation, and OPE correction is performed at the time of mass production (immediately before) or in the middle of mass production when the reticle is created. Often referred to. In addition, although it is not an optical proximity effect, there is a proximity effect typified by the Micro Loading Effect even in development, and in some cases, the CD is adjusted by adjusting the optical system together with the optical proximity effect. Sometimes.
  • Overlay refers to the superposition of fine patterns formed on a wafer such as a semiconductor.
  • the spectral line width ⁇ is an index value of the spectral line width that affects the exposure performance.
  • the spectral line width ⁇ may be, for example, a bandwidth in which the integrated energy of the laser spectrum is 95%.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of the exposure system according to the comparative example.
  • the comparative example of the present disclosure is a form recognized by the applicant as known only by the applicant, and is not a known example that the applicant self-identifies.
  • the exposure system 10 includes a laser device 12 and an exposure device 14.
  • the laser device 12 is an ArF laser device that oscillates in a narrow band with a variable wavelength, and includes a laser control unit 20, a laser chamber (not shown), and a narrow band module.
  • the exposure device 14 includes an exposure control unit 40, a beam delivery unit (BDU) 42, a high reflection mirror 43, an illumination optical system 44, a reticle 46, a reticle stage 48, a projection optical system 50, and a wafer holder 52. , The wafer stage 54 and the focus sensor 58.
  • BDU beam delivery unit
  • the wafer WF is held in the wafer holder 52.
  • the illumination optical system 44 is an optical system that guides the pulsed laser light to the reticle 46.
  • the illumination optical system 44 shapes the laser beam into a scan beam having a substantially rectangular shape and a uniform light intensity distribution.
  • the projection optical system 50 forms a reticle pattern on the wafer WF.
  • the focus sensor 58 measures the height of the wafer surface.
  • the exposure control unit 40 is connected to the reticle stage 48, the wafer stage 54, and the focus sensor 58. Further, the exposure control unit 40 is connected to the laser control unit 20.
  • Each of the exposure control unit 40 and the laser control unit 20 is configured by using a processor (not shown), and includes a storage device such as a memory. The storage device may be mounted on the processor.
  • the exposure control unit 40 corrects the focus position in the wafer height direction (Z-axis direction) from the height of the wafer WF measured by the focus sensor 58 in the Z-axis direction of the wafer stage 54. Control movement.
  • the exposure control unit 40 transmits the control parameter of the target laser light to the laser control unit 20 by a step-and-scan method, controls the reticle stage 48 and the wafer stage 54 while transmitting the emission trigger signal Tr, and the reticle 46.
  • the image of is scanned and exposed on the wafer WF.
  • the control parameters of the target laser beam include, for example, the target wavelength ⁇ t and the target pulse energy Et.
  • the laser control unit 20 controls the selected wavelength of the narrowing module so that the wavelength ⁇ of the pulsed laser light output from the laser device 12 becomes the target wavelength ⁇ t, and the pulse energy E becomes the target pulse energy Et. By controlling the excitation intensity in this way, the pulsed laser beam is output according to the emission trigger signal Tr. Further, the laser control unit 20 transmits various measurement data of the pulsed laser light output according to the light emission trigger signal Tr to the exposure control unit 40.
  • the various measurement data include, for example, the wavelength ⁇ and the pulse energy E.
  • FIG. 2 shows an example of an output pattern of a light emission trigger signal Tr transmitted from the exposure control unit 40 to the laser control unit 20.
  • the actual exposure pattern is entered. That is, the laser device 12 first performs adjustment oscillation, waits a predetermined time interval, and then performs a burst operation for exposing the first wafer (Wafer # 1).
  • Adjustment oscillation is oscillation that outputs pulsed laser light for adjustment, although it does not irradiate the wafer WF with pulsed laser light. Adjusted oscillation oscillates under predetermined conditions until the laser stabilizes in a state where it can be exposed, and is carried out before the wafer production lot.
  • the pulsed laser light Lp is output at a predetermined frequency of, for example, about several hundred Hz to several kHz. At the time of wafer exposure, it is common to perform a burst operation in which a burst period and an oscillation suspension period are repeated. Burst operation is also performed in the regulated oscillation.
  • the section where the pulses are dense is the burst period in which the pulsed laser beam is continuously output for a predetermined period. Further, in FIG. 2, the section in which the pulse does not exist is the oscillation suspension period.
  • the length of each continuous output period of the pulse does not have to be constant, and for adjustment, the length of each continuous output period may be different to perform the continuous output operation.
  • the first wafer exposure (Wafer # 1) is performed in the exposure apparatus 4 at a relatively large time interval.
  • the laser device 12 pauses oscillation during the step in the step-and-scan type exposure, and outputs pulsed laser light according to the interval of the light emission trigger signal Tr during scanning.
  • a laser oscillation pattern is called a burst oscillation pattern.
  • FIG. 3 shows an example of an exposure pattern of step-and-scan exposure on a wafer WF.
  • Each of the numerous rectangular regions shown in the wafer WF of FIG. 3 is a scan field.
  • the scan field is an exposure area of one scan exposure and is also called a scan area.
  • the wafer exposure is performed by dividing the wafer WF into a plurality of exposure regions (scan fields) of a predetermined size and during a period between the start (Wafer START) and the end (Wafer END) of the wafer exposure. , It is performed by scanning and exposing each exposed area.
  • the first predetermined exposure area of the wafer WF is exposed by the first scan exposure (Scan # 1), and then the second predetermined exposure area is exposed by the second scan exposure (Scan # 2). ) Is repeated.
  • a plurality of pulsed laser beams Lp Pulse # 1, Pulse # 2, ...) Can be continuously output from the laser apparatus 12.
  • the scan exposure (Scan # 2) of the second predetermined exposure area is performed at a predetermined time interval. This scan exposure is sequentially repeated, and after the scan exposure of the entire exposed area of the first wafer WF is completed, the adjustment oscillation is performed again, and then the wafer exposure (Wafer # 2) of the second wafer WF is performed. ..
  • step-and-scan exposure is performed from Wafer START ⁇ Scan # 1 ⁇ Scan # 2 ⁇ ... ⁇ Scan # 126 ⁇ Wafer END.
  • the wafer WF is an example of the "semiconductor substrate" in the present disclosure.
  • FIG. 4 shows the relationship between one scan field SF on the wafer WF and the static exposure area SEA.
  • the static exposure area SEA is a substantially rectangular beam irradiation area used for scan exposure to the scan field SF.
  • a substantially rectangular scan beam shaped by the illumination optical system 44 is irradiated onto the reticle 46, and the reticle 46 and the wafer WF are projected on the reticle 46 in the short axis direction (here, the Y axis direction) of the scan beam.
  • the exposure is performed while moving in different directions in the Y-axis direction according to the reduction magnification of.
  • the static exposure area SEA may be understood as an area that can be collectively exposed by a scan beam.
  • the direction toward the negative side in the upward Y-axis direction in the vertical direction is the scanning direction
  • the direction toward the positive side in the Y-axis direction is the wafer moving direction.
  • the direction parallel to the paper surface of FIG. 4 and orthogonal to the Y-axis direction (X-axis direction) is called the scan width direction.
  • the size of the scan field SF on the wafer WF is, for example, 33 mm in the Y-axis direction and 26 mm in the X-axis direction.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the static exposure area SEA.
  • Bx corresponds to the size of the scan field SF in the X-axis direction
  • By is the Y-axis direction of the scan field SF. It is sufficiently smaller than the size of.
  • the width By of the static exposure area SEA in the Y-axis direction is called an N slit.
  • the number of pulses N SL exposed to the resist on the wafer WF is given by the following equation.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a scan field SF during scan exposure.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing the relationship between the reticle 46 and the scan beam SB corresponding to the scan exposure operation shown in FIG.
  • FIG. 7 shows an example of the arrangement of the pattern region in the reticle 46. Note that FIG. 7 may be understood as a schematic diagram showing an example of a pattern of the semiconductor element region in one scan field SF.
  • the region of the semiconductor device that requires a relatively high resolution in the scan field SF is referred to as "high resolution region A”
  • the region of the semiconductor device that requires a depth of focus even if the resolution is low is referred to as "low resolution area B”.
  • the description of high resolution region A and low resolution region B is also used for the pattern of the reticle 46. Further, the high resolution area A may be simply described as “area A”, and the low resolution area B may be simply described as "area B”.
  • the arrangement of the high resolution area A and the low resolution area B in the scan field SF depends on the design of the circuit pattern, and typically, as shown in FIG. 7, the high resolution area in the batch exposure area by the scan beam SB.
  • a and the low resolution area B are arranged in a mixed manner.
  • the exposure conditions for example, wavelength, spectral line width, etc.
  • a pulse laser optimized for the pattern region of each semiconductor element is used. Exposure of light can be difficult. Typically, the exposure conditions are changed for each scan field, and one scan field SF is exposed under the same exposure conditions regardless of the area.
  • the wafer stage 54 is exposed with a large inclination. This may have a great adverse effect on superposition and the like.
  • the optimum imaging position of the pulsed laser beam differs for each region having different heights, so that the region is optimized for each region. Exposure of pulsed laser light can be difficult.
  • Configuration Figure 8 shows a configuration example of the lithography system 100 according to the first embodiment. The configuration shown in FIG. 8 will be described as being different from that in FIG. In the lithography system 100 shown in FIG. 8, a lithography control unit 110 is added to the configuration shown in FIG. 1, and between the lithography control unit 110 and the exposure control unit 40, and between the lithography control unit 110 and the laser control unit 20. Each has a configuration in which a data transmission / reception line is added.
  • the lithography system 100 includes a laser device 12, an exposure device 14, and a lithography control unit 110.
  • the lithography system 100 is an example of the "exposure system" in the present disclosure.
  • the target spectral line width ⁇ t is added as a control parameter of the target laser beam.
  • Data of the target spectral line width ⁇ t is transmitted from the exposure control unit 40 to the laser control unit 20.
  • the lithography control unit 110 is configured by using a processor (not shown).
  • the lithography control unit 110 includes a storage device such as a memory.
  • the processor may include a storage device.
  • the lithography control unit 110 is equipped with a program that calculates an exposed resist pattern based on pure Fourier imaging optical theory.
  • a first pattern region in which the first pattern requiring high resolution is arranged and a second pattern in which the second pattern requiring depth of focus is arranged are arranged.
  • the area of each pattern is designed by dividing the position in the scanning direction so that each of the two pattern areas becomes a band-shaped area that is continuous in the direction orthogonal to the scanning direction.
  • FIG. 9 is a schematic diagram schematically showing an arrangement example of a pattern of the reticle 46 applied to the lithography system 100 according to the first embodiment.
  • the reticle 46 is arranged so that each of the high resolution region A and the low resolution region B is arranged as a band-shaped region extending along a direction (X-axis direction) orthogonal to the scanning direction (Y-axis direction).
  • the reticle pattern is designed. That is, the reticle pattern is divided into regions so that the high-resolution region A and the low-resolution region B are continuous regions in the X-axis direction, and the strip-shaped high-resolution region A and the strip-shaped low-resolution region B are formed.
  • the high resolution area A is an area (first pattern area) in which the first pattern that requires resolving power is arranged.
  • the low resolution region B is an region (second pattern region) in which a second pattern that requires depth of focus is arranged.
  • the first pattern may be, for example, a static random access memory (Static Random Access Memory: SRAM) pattern.
  • the second pattern may be, for example, at least one of an isolated pattern, a logic element, and an amplifier.
  • the "belt-shaped" region refers to a region having a shape in which the length (region width) of the region in the Y-axis direction is substantially constant and continuous in the X-axis direction.
  • the band-shaped region in the present embodiment is a region in which the length of the region in the X-axis direction is longer than the length of the region in the Y-axis direction.
  • the high resolution region A is an example of the “first region” in the present disclosure.
  • the low resolution region B is an example of the "second region" in the present disclosure.
  • the reticle 46 shown in FIG. 9 has a reticle surface divided into four areas of 2 ⁇ 2, and each divided area (1/4 area) corresponds to one chip.
  • the high-resolution area A arranged in the first divided area DA1 on the upper right and the high-resolution area A arranged in the second divided area DA2 on the upper left are aligned in the X-axis direction at the same position in the Y-axis direction. Arranged like this.
  • the high resolution area A arranged in the lower right third division area DA3 and the high resolution area A arranged in the lower left fourth division area DA4 are located at the same positions in the Y-axis direction on the X axis. Arranged so as to line up in the direction. In this way, the high-resolution region A is aggregated and arranged in a strip-shaped region continuous in the X-axis direction on the reticle surface.
  • the low resolution region B is arranged in a very small area between the two high resolution regions A arranged in the X-axis direction and / or outside the X-axis direction boundary (edge) of the high resolution region A.
  • the total length of the high resolution region A on the straight line along the X-axis direction in the X-axis direction is preferably 50% or more, more preferably 80% or more of the length in the X-axis direction of the reticle 46. ..
  • the length of the reticle 46 in the X-axis direction corresponds to the beam width in the X-axis direction (scan beam width) of the scan beam SB.
  • the low resolution region B is collectively arranged in a strip-shaped region continuous in the X-axis direction on the reticle surface.
  • the total length of the low resolution region B on the straight line along the X-axis direction in the X-axis direction is 50% or more of the length in the X-axis direction of the reticle 46. It is preferable, and more preferably 80% or more.
  • FIG. 9 shows an example in which the length of the strip-shaped low resolution region B in the X-axis direction is 100% of the length of the reticle 46 in the X-axis direction.
  • the band-shaped high-resolution area A and the band-shaped low-resolution area B are arranged at different positions in the Y-axis direction, and the band-shaped high-resolution area A and the band-shaped low-resolution area B are arranged on a straight line in the X-axis direction. And are non-mixed (not mixed).
  • the description of non-mixing indicates that the strip-shaped high-resolution region A and the strip-shaped low-resolution region B do not overlap and line up in the X-axis direction.
  • FIG. 9 an example in which the reticle surface is divided into four areas of 2 ⁇ 2 is shown, but the number of divisions and the division form of the reticle surface are not limited to this example.
  • the lithography control unit 110 calculates the optimum laser beam control parameters for each of the band-shaped high-resolution area A and the band-shaped low-resolution area B by a calculation program, and files the calculation results. Save in C.
  • the control parameters stored in the file C include, for example, the optimum wavelength ⁇ b, the optimum spectral line width ⁇ b, the optimum pulse energy Eb, and the like.
  • the lithography control unit 110 may receive and store data related to the laser device 12 including the control parameters of the laser light from the laser control unit 20.
  • the lithography control unit 110 receives data on the wavelength ⁇ , the spectral line width ⁇ , and the pulse energy E from the laser control unit 20, and stores these data.
  • the exposure control unit 40 reads the control parameter values of the laser light corresponding to each of the regions A and B in the scan field SF of the wafer WF from the file C of the lithography control unit 110.
  • the exposure control unit 40 transmits the control parameter value of the laser light for each pulse when exposing each region of the region A and the region B to the laser device 12.
  • the control parameter values transmitted from the exposure control unit 40 to the laser device 12 may be, for example, the target wavelength ⁇ t, the target spectral line width ⁇ t, the target pulse energy Et, and the like.
  • the subsequent exposure operation is the same as that of the exposure system 10 of FIG.
  • FIG. 10 shows a configuration example of the laser device 12.
  • the laser device 12 shown in FIG. 10 is a narrow band ArF laser device, and includes a laser control unit 20, an oscillator 22, an amplifier 24, a monitor module 26, and a shutter 28.
  • the oscillator 22 includes a chamber 60, an output coupling mirror 62, a pulsed power module (PPM) 64, a charger 66, and a narrow band module (LNM) 68.
  • PPM pulsed power module
  • LNM narrow band module
  • the chamber 60 includes windows 71, 72, a pair of electrodes 73, 74, and an electrically insulating member 75.
  • the PPM 64 includes a switch 65 and a charging capacitor (not shown) and is connected to the electrode 74 via a feedthrough of the electrical insulating member 75.
  • the electrode 73 is connected to the grounded chamber 60.
  • the charger 66 charges the charging capacitor of the PPM 64 in accordance with the command from the laser control unit 20.
  • the narrow band module 68 and the output coupling mirror 62 form an optical resonator.
  • the chamber 60 is arranged so that the discharge regions of the pair of electrodes 73 and 74 are arranged on the optical path of the resonator.
  • the output coupling mirror 62 is coated with a multilayer film that reflects a part of the laser beam generated in the chamber 60 and transmits the other part.
  • the narrow band module 68 includes two prisms 81 and 82, a grating 83, and a rotation stage 84 for rotating the prism 82.
  • the narrow band module 68 controls the oscillation wavelength of the pulsed laser light by changing the angle of incidence on the grating 83 by rotating the prism 82 using the rotation stage 84.
  • the rotation stage 84 may be a rotation stage including a piezo element capable of high-speed response so as to respond for each pulse.
  • the amplifier 24 includes an optical resonator 90, a chamber 160, a PPM 164, and a charger 166.
  • the configuration of chamber 160, PPM 164 and charger 166 is similar to the configuration of the corresponding elements of oscillator 22.
  • the chamber 160 includes windows 171 and 172, a pair of electrodes 173 and 174, and an electrically insulating member 175.
  • the PPM 164 includes a switch 165 and a charging capacitor (not shown).
  • the optical resonator 90 is a fabricro-type optical resonator, and is composed of a rear mirror 91 and an output coupling mirror 92.
  • the rear mirror 91 partially reflects a part of the laser beam and transmits the other part.
  • the output coupling mirror 92 partially reflects a part of the laser beam and transmits the other part.
  • the reflectance of the rear mirror 91 is, for example, 80% to 90%.
  • the reflectance of the output coupling mirror 92 is, for example, 10% to 30%.
  • the monitor module 26 includes beam splitters 181 and 182, a spectrum detector 183, and an optical sensor 184 that detects the pulse energy of the laser beam.
  • the spectrum detector 183 may be, for example, an etalon spectroscope or the like.
  • the optical sensor 184 may be, for example, a photodiode or the like.
  • the laser control unit 20 When the laser control unit 20 receives the data of the target wavelength ⁇ t, the spectral line width ⁇ t and the target pulse energy Et from the exposure control unit 40, the laser control unit 20 rotates the LNM 68 so that the output wavelength becomes the target wavelength ⁇ t. At least the charger 166 of the amplifier 24 is controlled so as to have the stage 84, the target spectral line width ⁇ t, the method described later, and the target pulse energy Et.
  • the laser control unit 20 When the laser control unit 20 receives the light emission trigger signal Tr from the exposure control unit 40, the laser control unit 20 discharges the pulsed laser light output from the oscillator 22 when it enters the discharge space of the chamber 160 of the amplifier 24. And the switch 65 of PPM64 are given trigger signals, respectively. As a result, the pulsed laser light output from the oscillator 22 is amplified and oscillated by the amplifier 24. The amplified pulse laser light is sampled by the beam splitter 181 of the monitor module 26, and the pulse energy E, the wavelength ⁇ , and the spectral line width ⁇ are measured.
  • the laser control unit 20 acquires the data of the pulse energy E and the wavelength ⁇ from the measurement using the monitor module 26, and obtains the difference between the pulse energy E and the target pulse energy Et, the difference between the wavelength ⁇ and the target wavelength ⁇ t, and The charging voltage of the charger 166 and the oscillation wavelength of the oscillator 22 are controlled so that the difference between the spectral line width ⁇ and the target pulse line width ⁇ t approaches 0, respectively.
  • the laser control unit 20 can control the pulse energy E, the wavelength ⁇ , and the spectral line width ⁇ in pulse units.
  • the spectral line width ⁇ of the pulsed laser light output from the laser device 12 can be controlled by controlling the delay time ⁇ t of the discharge timing of the chamber 60 of the oscillator 22 and the chamber 160 of the amplifier 24.
  • the pulsed laser beam transmitted through the beam splitter 181 of the monitor module 26 is incident on the exposure apparatus 14 via the shutter 28.
  • FIG. 10 an example of a fabric pero resonator is shown as the optical resonator 90, but an amplifier provided with a ring resonator may be used.
  • FIG. 11 illustrates the relationship between the band-shaped reticle pattern and the control parameter value of the target laser light.
  • the upper part of FIG. 11 schematically shows how the scan beam SB scans and moves in the Y-axis direction of the strip-shaped reticle pattern.
  • a graph G1 showing the relationship between the Y-direction position in one scan and the optimum wavelength ⁇ b and a graph showing the relationship between the Y-direction position in one scan and the optimum spectral line width ⁇ b.
  • G2 is shown.
  • a graph G3 showing a target wavelength ⁇ t for each scan exposure pulse corresponding to a position in the Y direction in one scan and a graph G4 showing a target spectral line width ⁇ t for each scan exposure pulse are shown. It is shown.
  • the exposure control unit 40 reads the data of the file C created by the lithography control unit 110, and has the optimum wavelength ⁇ b and the optimum spectral line width ⁇ b for each of the high resolution region A and the low resolution region B.
  • An example is shown in which these values are directly transmitted to the laser control unit 20 as the target wavelength ⁇ t and the target spectral line width ⁇ t using the values of.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing performed by the lithography control unit 110 of the first embodiment.
  • the step shown in FIG. 12 is realized by executing a program by a processor that functions as a lithography control unit 110.
  • step S11 the lithography control unit 110 receives input of data of each parameter including the parameter of the illumination optical system 44, the parameter of the projection optical system 50, and the parameter of the resist.
  • the parameters of the illumination optical system 44 include, for example, the ⁇ value and the illumination shape.
  • the parameters of the projection optical system 50 include, for example, lens data, the numerical aperture NA (Numerical aperture) of the lens, and the like.
  • Resist parameters include, for example, sensitivity and the like.
  • the lithography control unit 110 receives input of pattern information about the reticle pattern in the high resolution area A.
  • the pattern information includes information such as the pattern shape of the high resolution region A, the arrangement of the patterns, the pattern spacing, and the position of the high resolution region A, and includes at least the position information regarding the boundary position of the high resolution region A.
  • the lithography control unit 110 calculates the optimum laser beam control parameter for the high resolution region A.
  • the control parameters include the optimum wavelength ⁇ b, the optimum spectral line width ⁇ b, the optimum pulse energy Eb, and the like.
  • step S14 the lithography control unit 110 writes the value of the control parameter calculated by the calculation in step S13 to the file C.
  • the lithography control unit 110 receives input of pattern information about the reticle pattern in the low resolution region B.
  • the pattern information here includes information such as the pattern shape of the low resolution region B, the arrangement of the patterns, the pattern spacing, and the position of the low resolution region B, and includes at least the position information regarding the boundary position of the low resolution region B. Is done.
  • step S16 the lithography control unit 110 calculates the optimum laser light control parameter for the low resolution region B.
  • step S17 the lithography control unit 110 writes the control parameters calculated by the calculation in step S16 to the file C.
  • step S17 the lithography control unit 110 ends the flowchart of FIG.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of the data structure of the table stored in the file C.
  • Data of parameters of the optimum wavelength ⁇ b, the optimum spectral line width ⁇ b, and the optimum pulse energy Eb are written in the file C for each region of the reticle 46. As shown in the table of FIG. 13, the data of each parameter is associated with the region.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of the processing performed by the exposure control unit 40 of the first embodiment.
  • the step shown in FIG. 14 is realized by executing a program by a processor that functions as an exposure control unit 40.
  • step S21 the exposure control unit 40 reads the data of the file C stored in the lithography control unit 110.
  • step S22 the exposure control unit 40 sets the target value ( ⁇ t) of the control parameter of the laser beam of each pulse in each scan field based on the data of the file C and the locations of the regions A and B in the scan field SF. , ⁇ t, Et). That is, the exposure control unit 40 sets the first target wavelength, the first target spectral line width, and the first target pulse energy of the pulsed laser light according to the region A, and sets the first pulse laser light for the region A. The laser device 12 is controlled so as to irradiate. Further, the exposure control unit 40 sets the second target wavelength, the second target spectrum line width, and the second target pulse energy of the pulsed laser light according to the region B, and sets the second target pulse laser light for the region B. The laser device 12 is controlled so as to irradiate. The exposure control unit 40 controls the control parameters of the laser beam in pulse units.
  • step S23 the exposure control unit 40 moves the reticle 46 and the wafer WF in each scan field SF while transmitting the target value of the control parameter of the laser light of each pulse and the emission trigger signal Tr to the laser control unit 20. Expose.
  • step S24 the exposure control unit 40 determines whether or not all the scan field SFs in the wafer WF have been exposed. If the determination result in step S24 is No, the exposure control unit 40 returns to step S23. If the determination result in step S24 is Yes determination, the exposure control unit 40 ends the flowchart of FIG.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of processing performed by the laser control unit 20 of the first embodiment. The step shown in FIG. 15 is realized by executing a program by a processor functioning as a laser control unit 20.
  • step S31 the laser control unit 20 reads the data of the control parameters ( ⁇ t, ⁇ t, Et) of the target laser light transmitted from the exposure control unit 40.
  • step S32 the laser control unit 20 sets the rotation stage 84 of the narrowing module 68 of the oscillator 22 so that the wavelength of the pulsed laser light output from the laser device 12 approaches the target wavelength ⁇ t.
  • step S33 the laser control unit 20 sets the synchronization timing of the oscillator 22 and the amplifier 24 so that the spectral line width ⁇ of the pulsed laser light output from the laser device 12 approaches the target spectral line width ⁇ t.
  • step S34 the laser control unit 20 sets the charging voltage of the amplifier 24 so that the pulse energy approaches the target pulse energy Et.
  • step S35 the laser control unit 20 waits for the input of the light emission trigger signal Tr and determines whether or not the light emission trigger signal has been input. If the light emission trigger signal Tr is not input, the laser control unit 20 repeats step S35, and when the light emission trigger signal Tr is input, the laser control unit 20 proceeds to step S36.
  • step S36 the laser control unit 20 measures the data of the control parameter of the laser light using the monitor module 26.
  • the laser control unit 20 acquires data of the wavelength ⁇ , the spectral line width ⁇ , and the pulse energy E by the measurement in step S36.
  • step S37 the laser control unit 20 transmits the laser light control parameter data measured in step S36 to the exposure control unit 40 and the lithography control unit 110.
  • step S38 the laser control unit 20 determines whether or not to stop the laser control. If the determination result in step S38 is No, the laser control unit 20 returns to step S31. When the determination result in step S38 is Yes determination, the laser control unit 20 ends the flowchart of FIG.
  • a reticle pattern for forming a similar (similar) semiconductor element is arranged in a band shape in a direction orthogonal to the scanning direction, and in the semiconductor process, depending on the position of the band shape region in the scan field. , The control parameters of the laser beam are changed. As a result, the optimum laser beam for the band-shaped reticle pattern can be scanned and exposed for each pulse.
  • the calculation flow as shown in FIG. 12 is calculated in advance by a computer equipped with a calculation program, and the file C as shown in FIG. 13 is stored in the storage unit of the lithography control unit 110 or the exposure control unit 40. May be good.
  • the lithography control unit 110 may be a server that manages various parameters used for scan exposure.
  • the server may be connected to multiple exposure systems via a network.
  • the server is configured to execute the calculation flow as shown in FIG. 12 and write the calculated control parameter values to the file C in association with the strip-shaped area.
  • the creation of the file C is performed by optical simulation calculation to obtain the optimum wavelength ⁇ b, the optimum spectrum width ⁇ b, and the optimum pulse energy Eb of the respective regions A and B, but the present invention is not limited to this example. ..
  • a test exposure test may be performed while shaking the control parameters of the laser beam, and the optimum control parameters of the laser beam for each region may be saved in the file C based on the result.
  • Embodiment 2 4.1 Configuration
  • the configuration of the lithography system according to the second embodiment may be the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 16 shows an example of a trend of a strip-shaped reticle pattern and a control parameter value of a target laser beam in the lithography system according to the second embodiment. The difference between FIG. 16 and FIG. 11 will be described.
  • the graph G5 is used instead of the graph G4 in FIG.
  • each of the high resolution region A and the low resolution region B is in the X axis direction (scan width direction) orthogonal to the moving direction of the scan beam SB on the reticle surface. ) Is arranged in a strip extending along the line.
  • the timing of switching the value of the target spectral line width ⁇ t is further negative (front side) than the negative boundary position in the Y-axis direction of the high resolution region A.
  • the timing has been changed so that the timing is earlier by the beam width (By width) in the Y-axis direction of the SB.
  • This is the target spectral line width ⁇ t (A) with respect to the virtual expansion region Ae in which the boundary region of the region A is expanded by the band-shaped region of By width from the boundary position on the minus side in the Y-axis direction of the region A to the minus side in the Y-axis direction. ) Is equivalent to setting.
  • the scan beam SB illuminated on the reticle 46 is a scan beam having a size corresponding to the magnification of the projection optical system 50 of the exposure apparatus 14 on the wafer WF.
  • the scan beam SB illuminated on the reticle 46 becomes a scan beam having a size of 1/4 times on the wafer WF.
  • the scan field area on the reticle 46 is 1/4 times the scan field SF on the wafer WF.
  • the Y-axis direction beam width (By width) of the scan beam SB illuminated on the reticle 46 is a beam width that realizes the Y-axis direction width By of the static exposure area SEA on the wafer WF.
  • a graph G6 showing the moving integrated spectrum wavelength ⁇ mv for each scan exposure pulse corresponding to the Y-direction position in one scan and a moving integrated spectrum line width ⁇ mv for each scan exposure pulse are shown.
  • the graph G7 shown is shown.
  • the mobile integrated spectrum wavelength ⁇ mv and the mobile integrated spectrum line width ⁇ mv are the center wavelength and the spectral line width obtained from the waveform of the mobile integrated spectrum, respectively.
  • the mobile integrated spectral waveform is a spectral waveform in which the spectral waveform is mobile integrated with the number of pulses of the number of pulses NSL exposed to the resist on the wafer WF.
  • the moving integrated spectral line width ⁇ mv becomes as shown in the graph G7, and the moving integrated spectral line width ⁇ mv is the target spectral line in the region range of the high resolution region A.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of processing performed by the exposure control unit 40 of the second embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 17 will be described as being different from FIG.
  • step S20 is added before step S21, and step S22b is included in place of step S22 in FIG.
  • step S20 the exposure control unit 40 extends the range of the band-shaped region A to the minus side in the Y-axis direction by the beam width (By width) of the scan beam SB, and minus the region A in the Y-axis direction.
  • the side boundary position is moved to change the area A to the enlarged area Ae.
  • B is a virtual reduction area Br. That is, the boundary position on the positive side in the Y-axis direction of the band-shaped region B moves to the negative side in the Y-axis direction by the By width, and the range of the region B is reduced and changed to the reduced region Br. It is not necessary to change the boundary position on the negative side in the Y-axis direction of the area B adjacent to the positive side in the Y-axis direction of the area A.
  • step S22b the exposure control unit 40 targets the control parameters of the laser light of each pulse in each scan field SF based on the data of the file C and the locations of the enlarged region Ae and the reduced region Br in the scan field SF. Calculate the values ( ⁇ t, ⁇ t, Et). Subsequent steps are the same as the flowchart of FIG.
  • the high resolution region A can be exposed with the optimum spectral line width ⁇ b as the spectral line width ⁇ to be irradiated.
  • FIG. 18 shows an example of a trend of a strip-shaped reticle pattern and a control parameter value of a target laser beam in the lithography system according to the modification of the second embodiment.
  • the modification shown in FIG. 18 will be described differently from that of FIG. In FIG. 18, the same elements as those in FIG. 16 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • FIG. 16 an arrangement example of two types of regions A and B has been described, but in the modified example shown in FIG. 18, a band-shaped intermediate resolution region C is provided between the high resolution region A and the low resolution region B. Is placed.
  • the intermediate resolution region C is a pattern region that requires an intermediate resolution between the resolution required for the high resolution region A and the resolution required for the low resolution region B.
  • the intermediate resolution region C may be referred to as "region C".
  • the graph of the optimum spectral line width ⁇ b corresponding to the arrangement pattern of the band-shaped regions A to C is as shown in the graph G8.
  • the target spectral line width ⁇ t may be set as shown in the graph G5.
  • the scan beam SB is exposed in the order of low resolution region B ⁇ intermediate resolution region C ⁇ high resolution region A when scanning and moving on the reticle 46.
  • the mobile integrated spectral line width ⁇ mv becomes as shown in the graph G7.
  • the band-shaped intermediate resolution region C is arranged in a region where the moving integrated spectral line width ⁇ mv changes. Also in the modified example shown in FIG. 18, exposure can be performed with an optimum spectral line width for the high resolution region A.
  • the intermediate resolution region C is an example of the "third region” in the present disclosure, and the circuit pattern arranged in the intermediate resolution region C is an example of the "third pattern" in the present disclosure.
  • Embodiment 3 5.1 Configuration
  • the configuration of the lithography system according to the third embodiment may be the same as that of the first embodiment.
  • the main parts such as the memory cell part and the pixel part are often arranged in the central part of the chip.
  • Peripheral circuits, measurement mark patterns, test patterns, monitor patterns, etc. are arranged around the main part.
  • the pattern area (main pattern area) of the main part and the pattern area (peripheral circuit) of the peripheral circuit part are based on the same concept as the configuration of the reticle pattern described in the first and second embodiments.
  • the reticle pattern is designed so that the regions) are arranged at different positions in the Y-axis direction as strip-shaped regions in the directions orthogonal to the scanning direction (X-axis direction). That is, the measurement mark pattern, the test pattern, the monitor pattern, etc. are arranged at positions that overlap with the main parts such as the memory cell part and the pixel part in the X-axis direction as much as possible, and the peripheral circuits are arranged as much as possible with the main parts. Place them at positions that do not overlap in the X-axis direction.
  • FIG. 19 schematically shows the relationship between the reticle pattern applied to the lithography system according to the third embodiment and the area of the wafer WF.
  • a plan view of the reticle 46 is shown in the upper part of FIG. 19, and a cross-sectional view of a region of the wafer WF corresponding to the reticle 46 is shown in the lower part of FIG.
  • the inside of the reticle 46 corresponding to one scan field is divided into four, and each divided area corresponds to the circuit pattern of one chip.
  • the reticle 46 includes a main pattern region D and a peripheral circuit region E.
  • the main pattern area D is a main area in which the patterns of the main parts Mw such as the memory cell part and the pixel part are arranged.
  • the peripheral circuit area E is an area in which patterns such as peripheral circuits attached to the main portion Mw are arranged.
  • the arrangement relationship between the main pattern area D and the peripheral circuit area E may be the same as the arrangement relationship between the high resolution area A and the low resolution area B in the first embodiment.
  • the region of the main portion Mw on the wafer WF corresponding to the main pattern region D and the region of the peripheral circuit portion Pw on the wafer WF corresponding to the peripheral circuit region E are located in the plane of the wafer WF.
  • FIG. 19 a configuration in which the main unit Mw is higher than the peripheral circuit unit Pw is illustrated, but the configuration is not limited to this example, and as shown in FIG. 20, the main unit Mw is lower than the peripheral circuit unit Pw.
  • the main pattern region D may be simply described as "region D”
  • the peripheral circuit region E may be simply described as "region E”.
  • the region of the main portion Mw in the wafer WF is an example of the “first height region” in the present disclosure.
  • the region of the peripheral circuit portion Pw is an example of the “second height region” in the present disclosure.
  • FIG. 21 shows an example of a trend of a strip-shaped reticle pattern and a control parameter value of a target laser beam in the lithography system according to the third embodiment.
  • the difference between FIG. 21 and FIG. 11 will be described.
  • the reticle pattern and the cross-sectional view of the wafer WF described in FIG. 19 are shown in the upper part of FIG. 21.
  • a graph G11 showing the relationship between the Y-direction position in one scan and the optimum wavelength ⁇ b and a graph showing the relationship between the Y-direction position in one scan and the optimum spectral line width ⁇ b.
  • G12 is shown.
  • a graph G13 showing a target wavelength ⁇ t for each scan exposure pulse corresponding to a position in the Y direction in one scan and a graph G14 showing a target spectral line width ⁇ t for each scan exposure pulse are shown. It is shown.
  • the exposure control unit 40 reads the data of the file C3 created by the lithography control unit 110, and has the optimum wavelength ⁇ b and the optimum spectrum for each region of the main pattern region D and the peripheral circuit region E.
  • An example is shown in which the values of the line width ⁇ b are used and these values are directly transmitted to the laser control unit 20 as the target wavelength ⁇ t and the target spectral line width ⁇ t.
  • the exposure control unit 40 of the lithography system according to the third embodiment changes the center wavelength of the pulsed laser light according to the step between the main unit Mw and the peripheral circuit unit Pw in the wafer WF.
  • the exposure control unit 40 has an optimum wavelength ⁇ b and an optimum spectrum in a band-shaped region in the direction orthogonal to the scanning direction based on the required depth of focus, the position of the focal point, the required resolution, and the like according to the step of the wafer WF.
  • the line width ⁇ b is calculated.
  • the exposure control unit 40 calculates the target wavelength ⁇ t and the target spectral line width ⁇ t for each pulse of each scan field from the optimum wavelength ⁇ b and the optimum spectral line width ⁇ b.
  • the exposure control unit 40 transmits the control parameter values (target wavelength ⁇ t, target spectral line width ⁇ t, target pulse energy Et) of the laser light of each pulse to the laser control unit 20 by a step-and-scan method.
  • the laser control unit 20 controls the laser device 12 so that it becomes the target value of the control parameter for each pulse, and outputs the pulsed laser light according to the light emission trigger signal Tr.
  • the exposure control unit 40 controls the reticle stage 48 and the wafer stage 54 while transmitting the light emission trigger signal Tr to scan-expose the image of the reticle 46 on the wafer WF.
  • FIG. 22 is a flowchart showing an example of processing performed by the lithography control unit 110 of the third embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 22 will be described as different from that in FIG.
  • the flowchart shown in FIG. 22 includes steps S12c, S14c, S15c and S17c instead of steps S12, S14, S15 and S17 in FIG.
  • step S12c the lithography control unit 110 receives input of pattern information about the reticle pattern in the main pattern area D and the imaging position F (D).
  • the imaging position F (D) is determined according to the height position (Z position) of the main portion Mw on the wafer WF (see FIGS. 19 and 20).
  • step S13 the lithography control unit 110 calculates the optimum laser beam control parameter for the main pattern region D.
  • step S14c the lithography control unit 110 writes the control parameters calculated by the calculation in step S13 to the file C3.
  • step S15c the lithography control unit 110 receives the input of the pattern information about the reticle pattern of the peripheral circuit area E and the imaging position F (E).
  • the imaging position F (E) is determined according to the height position (Z position) of the peripheral circuit portion Pw on the wafer WF (see FIGS. 19 and 20).
  • step S16 the lithography control unit 110 calculates the optimum laser beam control parameter for the peripheral circuit region E.
  • step S17c the lithography control unit 110 writes the control parameters calculated by the calculation in step S16 to the file C3.
  • step S17c the lithography control unit 110 ends the flowchart of FIG. 22.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram showing the data structure of the table stored in the file C3. Data of parameters of the imaging position, the optimum wavelength ⁇ b, the optimum spectral line width ⁇ b, and the optimum pulse energy Eb are written in the file C3 for each region of the reticle 46.
  • FIG. 24 is a flowchart showing an example of the processing performed by the exposure control unit 40 of the third embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 24 will be described as different from that in FIG.
  • the flowchart shown in FIG. 24 includes steps S21c and S22c instead of steps S21 and S22 in FIG.
  • step S21c the exposure control unit 40 reads the data of the file C3 stored in the lithography control unit 110.
  • step S22c the exposure control unit 40 bases the data in the file C3 and the locations of the regions D and E in the scan field, and the target value ( ⁇ t, ⁇ t, Et) is obtained. Subsequent steps are the same as the flowchart of FIG.
  • the main pattern area D and the peripheral circuit area E are orthogonal to the scanning direction. By arranging them in a strip shape in the direction, it is possible to perform scan exposure with the optimum laser beam control parameters for each region of the main pattern region D and the peripheral circuit region E.
  • the calculation flow as shown in FIG. 22 may be calculated in advance by a computer equipped with a calculation program, and the file C3 as shown in FIG. 23 may be stored in the storage device of the lithography control unit 110 or the exposure control unit 40. ..
  • the optimum wavelength ⁇ b, the optimum spectrum width ⁇ b, and the optimum pulse energy Eb of the respective regions D and E are obtained by optical simulation calculation for the creation of the file C3, but the present invention is not limited to this example. ..
  • a test exposure test may be performed while shaking the laser light control parameters, and the optimum laser light control parameters for each region may be saved in the file C3 based on the results.
  • Embodiment 4 6.1 Configuration
  • the configuration of the lithography system according to the fourth embodiment may be the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 25 shows an example of a trend of a strip-shaped reticle pattern and a control parameter value of a target laser beam in the lithography system according to the fourth embodiment. The difference between the example of FIG. 25 and FIG. 21 will be described.
  • the graphs G15 and G16 are used instead of the graphs G13 and G14 in FIG.
  • the timing for switching the value of the target spectral line width ⁇ t is further negative (front side) than the negative boundary position in the Y-axis direction of the main pattern region D.
  • the timing has been changed so that the timing is earlier by the width in the Y direction (By width) of the SB.
  • the region E is conversely moved from the positive side boundary position in the Y-axis direction to the negative side in the Y-axis direction by the By width, and the region is reduced. It is changed to a virtual reduced area Er. Then, the target wavelength ⁇ t (E) and the target spectral line width ⁇ t (E) are set for the reduced region Er.
  • a graph G17 showing the moving integrated spectrum wavelength ⁇ mv for each scan exposure pulse corresponding to the Y-direction position in one scan and a moving integrated spectrum line width ⁇ mv for each scan exposure pulse are shown.
  • the graph G18 shown is shown.
  • the moving integrated spectral line width ⁇ mv becomes constant in the range of the main pattern region D as shown in the graph G18.
  • FIG. 26 is a flowchart showing an example of processing performed by the exposure control unit 40 of the fourth embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 26 will be described as being different from FIG. 24.
  • step S20d is added before step S21c, and step S22d is included in place of step S22c in FIG. 24.
  • step S20d the exposure control unit 40 moves the boundary position on the negative side in the Y-axis direction of the region D so as to expand the range of the band-shaped region D to the negative side in the Y-axis direction by the beam width (By width) of the scan beam SB.
  • Change to the expansion area De As the area D is changed to the enlarged area De, the boundary position on the positive side in the Y-axis direction of the band-shaped area E moves to the negative side in the Y-axis direction by the By width, and the range of the area B is reduced to a reduced area. It is changed to Er.
  • step S22d the exposure control unit 40 sets the target value of the control parameter of the laser beam of each pulse in each scan field based on the data of the file C3 and the locations of the enlargement region De and the reduction region Er in the scan field. ⁇ t, ⁇ t, Et) is calculated. Subsequent steps are the same as the flowchart of FIG. 24.
  • 6.3 spectral waveform of the pulsed laser light is exposed to the action and effect scanning field SF, the mobile integrated value of the exposure pulse number N SL.
  • at least the laser beam irradiated to the main pattern region D can be exposed with the optimum laser control parameters ( ⁇ b, ⁇ b).
  • the technique of the present disclosure can be applied even in the case of manufacturing an electronic device such as a memory system or a CMOS image sensor having a step on the wafer during scan exposure. According to the fourth embodiment, the performance and yield of the manufactured semiconductor element are improved.
  • the laser device 12 described in FIG. 10 illustrates a configuration in which a narrow band gas laser device is used as the oscillator 22, but the configuration of the laser device is shown in FIG. Not limited to the example.
  • FIG. 27 shows another configuration example of the laser device.
  • the laser device 212 shown in FIG. 27 may be used.
  • elements common to or similar to those in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the laser device 212 shown in FIG. 27 is an excimer laser device that uses a solid-state laser device as an oscillator, and includes a solid-state laser system 222, an excimer amplifier 224, and a laser control unit 220.
  • the solid-state laser system 222 includes a semiconductor laser system 230, a titanium sapphire amplifier 232, a pulse laser for pumping 234, a wavelength conversion system 236, and a solid-state laser control unit 238.
  • the semiconductor laser system 230 includes a distributed feedback (DFB) semiconductor laser that outputs a CW laser beam having a wavelength of about 773.6 nm, and a semiconductor optical amplifier (SOA) that pulses the CW laser beam. including.
  • DFB distributed feedback
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • the titanium sapphire amplifier 232 includes titanium sapphire crystals.
  • the titanium sapphire crystal is arranged on the optical path of the pulsed laser light pulse-amplified by the SOA of the semiconductor laser system 230.
  • the pumping pulse laser 234 may be a laser device that outputs the second harmonic light of the YLF laser.
  • YLF yttrium lithium fluoride
  • LiYF 4 is a solid-state laser crystal represented by the chemical formula LiYF 4.
  • the wavelength conversion system 236 includes a plurality of nonlinear optical crystals, wavelength-converts the incident pulse laser light, and outputs a pulse laser light having a fourth harmonic.
  • the wavelength conversion system 236 includes, for example, an LBO crystal and a KBBF crystal.
  • the LBO crystal is a nonlinear optical crystal represented by the chemical formula LiB 3 O 5.
  • the KBBF crystal is a nonlinear optical crystal represented by the chemical formula KBe 2 BO 3 F 2.
  • Each crystal is arranged on a rotating stage (not shown) so that the angle of incidence on the crystal can be changed.
  • the solid-state laser control unit 238 controls the semiconductor laser system 230, the pulse laser for pumping 234, and the wavelength conversion system 236 in accordance with the command from the laser control unit 220.
  • the excimer amplifier 224 includes a chamber 160, a PPM 164, a charger 166, a convex mirror 241 and a concave mirror 242.
  • the chamber 160 includes windows 171 and 172, a pair of electrodes 173 and 174, and an electrically insulating member 175.
  • ArF laser gas is introduced into the chamber 160.
  • the PPM 164 includes a switch 165 and a charging capacitor.
  • the excimer amplifier 224 has a configuration in which seed light having a wavelength of 193.4 nm is passed through the discharge space between the pair of electrodes 173 and 174 three times for amplification.
  • the seed light having a wavelength of 193.4 nm is a pulsed laser light output from the solid-state laser system 222.
  • the convex mirror 241 and the concave mirror 242 are arranged so that the pulsed laser light output from the solid-state laser system 222 outside the chamber 160 passes three passes to expand the beam.
  • the seed light having a wavelength of about 193.4 nm incident on the excimer amplifier 224 passes through the discharge space between the pair of discharge electrodes 412 and 413 three times by being reflected by the convex mirror 241 and the concave mirror 242. As a result, the beam of seed light is expanded and amplified.
  • the pulse laser from the semiconductor laser system 230 becomes these target values.
  • the target wavelength ⁇ 1ct of light and the target spectral line width ⁇ 1cht are calculated from, for example, table data or an approximate expression.
  • the laser control unit 220 transmits the target wavelength ⁇ 1ct and the target spectrum line width ⁇ 1cht to the solid-state laser control unit 238, and charges the charger 166 so that the pulsed laser light output from the excimer amplifier 224 becomes the target pulse energy Et. Set the voltage.
  • the solid-state laser control unit 238 controls the semiconductor laser system 230 so that the pulsed laser light emitted from the semiconductor laser system 230 approaches the target wavelength ⁇ 1ct and the target spectral line width ⁇ 1cht.
  • the control method carried out by the solid-state laser control unit 238 will be described later with reference to FIGS. 28 to 31.
  • the solid-state laser control unit 238 controls two rotation stages (not shown) so that the incident angle is such that the wavelength conversion efficiency between the LBO crystal and the KBBF crystal of the wavelength conversion system 236 is maximized.
  • the semiconductor laser system 230 When the light emission trigger signal Tr is transmitted from the exposure control unit 40 to the laser control unit 220, the semiconductor laser system 230, the pulse laser 234 for pumping, and the PPM 164 switch of the excimer amplifier 224 are switched in synchronization with the light emission trigger signal Tr. A trigger signal is input to 165. As a result, a pulse current is input to the SOA of the semiconductor laser system 230, and pulse-amplified pulsed laser light is output from the SOA.
  • Pulse laser light is output from the semiconductor laser system 230 and further pulse amplified by the titanium sapphire amplifier 232. This pulsed laser beam enters the wavelength conversion system 236. As a result, the wavelength conversion system 236 outputs a pulsed laser beam having a target wavelength of ⁇ t.
  • the laser control unit 220 When the laser control unit 220 receives the light emission trigger signal Tr from the exposure control unit 402, the laser control unit 220 discharges the pulsed laser light output from the solid-state laser system 222 when it enters the discharge space of the chamber 160 of the excimer amplifier 224.
  • a trigger signal is transmitted to the SOA 260 described later of the laser system 230, the switch 165 of the PPM 164, and the pumping pulse laser 234, respectively.
  • the pulsed laser light output from the solid-state laser system 222 is amplified in 3 passes by the excimer amplifier 224.
  • the pulsed laser light amplified by the excimer amplifier 224 is sampled by the beam splitter 181 of the monitor module 30, the pulse energy E is measured by using the optical sensor 184, and the wavelength ⁇ and the spectral line width ⁇ are measured by using the spectrum detector 183. Is measured.
  • the laser control unit 220 sets the difference between the pulse energy E and the target pulse energy Et, the wavelength ⁇ , and the target wavelength ⁇ t based on the pulse energy E, the wavelength ⁇ , and the spectral line width ⁇ measured by the monitor module 30.
  • the charging voltage of the charger 166 and the wavelength ⁇ 1ct of the pulsed laser light output from the semiconductor laser system 230 so that the difference between the two and the difference between the spectral line width ⁇ and the target spectral line width ⁇ t approach 0, respectively.
  • the spectral line width ⁇ 1ch may be corrected and controlled, respectively.
  • FIG. 28 shows a configuration example of the semiconductor laser system 230.
  • the semiconductor laser system 230 includes a single longitudinal mode distributed feedback type semiconductor laser 250, a semiconductor optical amplifier (SOA) 260, a function generator (FG) 261 and a beam splitter 264, a spectrum monitor 266, and the like. Includes a semiconductor laser control unit 268.
  • the distribution feedback type semiconductor laser is called a "DFB laser”.
  • the DFB laser 250 outputs CW (Continuous Wave) laser light having a wavelength of about 773.6 nm.
  • the DFB laser can change the oscillation wavelength by current control and / or temperature control.
  • the DFB laser 250 includes a semiconductor laser element 251, a Perche element 252, a temperature sensor 253, a temperature control unit 254, a current control unit 256, and a function generator 257.
  • the semiconductor laser device 251 includes a first clad layer 271, an active layer 272, and a second clad layer 273, and includes a grating 274 at the boundary between the active layer 272 and the second clad layer 273.
  • the oscillation center wavelength of the DFB laser 250 can be changed by changing the set temperature T and / or the current value A of the semiconductor laser element 251.
  • the spectral line width When controlling the spectral line width by tapping the oscillation wavelength of the DFB laser 250 at high speed, the spectral line width can be controlled by changing the current value A of the current flowing through the semiconductor laser element 251 at high speed.
  • the spectrum monitor 266 may measure the wavelength using, for example, a spectroscope or a heterodyne interferometer.
  • the function generator 257 outputs an electric signal having a waveform corresponding to the current control parameter specified by the semiconductor laser control unit 268 to the current control unit 256.
  • the current control unit 256 controls the current so that the current corresponding to the electric signal from the function generator 257 flows through the semiconductor laser element 251.
  • the function generator 257 may be provided outside the semiconductor laser 250.
  • the function generator 257 may be included in the semiconductor laser control unit 268.
  • FIG. 29 is a conceptual diagram of the spectral line width realized by chirping.
  • the spectral line width ⁇ 1ch is measured as the difference between the maximum wavelength and the minimum wavelength generated by chirping.
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing the relationship between the current flowing through the semiconductor laser, the wavelength change due to chirping, the spectral waveform, and the light intensity.
  • the graph GA displayed in the lower left part of FIG. 30 is a graph showing a change in the current value A of the current flowing through the semiconductor laser element 251.
  • the graph GB displayed in the lower center of FIG. 30 is a graph showing the chirping generated by the current of the graph GA.
  • the graph GC displayed in the upper part of FIG. 30 is a schematic diagram of the spectral waveform obtained by the captivating of the graph GB.
  • the graph GD displayed in the lower right part of FIG. 30 is a graph showing changes in the light intensity of the laser beam output from the semiconductor laser system 230 due to the current of the graph GA.
  • the current control parameters of the semiconductor laser system 230 include the following values as shown in the graph GA.
  • A1dc DC component value of the current flowing through the semiconductor laser device
  • A1ac Fluctuation width of the AC component of the current flowing through the semiconductor laser device (difference between the maximum value and the minimum value of the current)
  • A1 T Period of AC component of current flowing through semiconductor laser element
  • the relationship between the time width D TW of the amplification pulse of SOA 260 and the period A1 T of the AC component preferably satisfies the following equation (1).
  • n is an integer of 1 or more.
  • the pulse width range in SOA260 is, for example, 10 ns to 50 ns.
  • Period A1 T of the AC component of the current flowing through the semiconductor laser element 251 is sufficiently shorter period than the pulse width of SOA260 (time width D TW amplification pulse).
  • this period A1 T is preferably 1/1000 or more and 1/10 or less with respect to the pulse width in SOA 260. More preferably, it may be 1/1000 or more and 1/100 or less.
  • the rise time of SOA260 is preferably, for example, 2 ns or less, and more preferably 1 ns or less. As shown in FIG. 31, the rise time here means the time Rt required for the amplitude of the pulse current waveform to increase from 10% to 90% of the maximum amplitude.
  • a triangular wave is shown as an example of the waveform of the AC component of the current, but the present invention is not limited to this example, and for example, a waveform that changes at regular intervals may be used. ..
  • the waveform of the AC component may be a sine wave, a rectangular wave, or the like. By controlling the waveform of this AC component, it is possible to generate spectral waveforms of various targets.
  • the laser device 212 using the solid-state laser system 222 as an oscillator has the following advantages as compared with the case where an excimer laser is used as an oscillator.
  • the solid-state laser system 222 can control the wavelength ⁇ and the spectral line width ⁇ with high speed and high accuracy by controlling the current value A of the DFB laser 250. That is, as soon as the laser device 212 receives the data of the target wavelength ⁇ t and the spectral line width ⁇ t, the current value A of the DFB laser 250 can be controlled to control the oscillation wavelength and the spectral line width at high speed. The wavelength ⁇ and the spectral line width ⁇ of the pulsed laser light output from the laser device 212 can be changed and controlled for each pulse with high accuracy.
  • a solid-state laser system 222 including a DFB laser 250 is used.
  • a laser apparatus equipped with the existing oscillator and the excimer amplifier 224 is preferable.
  • solid-state laser devices are not limited to the examples shown in FIGS. 27 to 31, but are, for example, a solid-state laser system including a DFB laser having a wavelength of about 1547.2 nm and SOA.
  • the wavelength conversion system may be a laser device that outputs 193.4 nm light of 8th harmonic.
  • another solid-state laser device that includes a CW-oscillating DFB laser and SOA, controls the current value of the current flowing through the DFB laser, and amplifies the pulse by passing a pulse current through the SOA. Just do it.
  • an example of a multi-pass amplifier is shown as an excimer amplifier, but the present invention is not limited to this embodiment, and is an amplifier including an optical resonator such as a fabric resonator or a ring resonator. May be good.
  • a computer may be configured to include a CPU (Central Processing Unit) and memory.
  • the CPU included in the computer is an example of a processor.
  • control device may be realized by using an integrated circuit typified by FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • control devices may be connected to each other via a communication network such as a local area network or the Internet.
  • program units may be stored on both local and remote memory storage devices.
  • FIG. 32 schematically shows a configuration example of the exposure apparatus 14.
  • the exposure apparatus 14 includes an illumination optical system 44 and a projection optical system 50.
  • the illumination optical system 44 illuminates the reticle pattern of the reticle 46 arranged on the reticle stage 48 (not shown) by the laser light incident from the laser device 12.
  • the projection optical system 50 reduces and projects the laser beam transmitted through the reticle 46 to form an image on a workpiece (not shown) arranged on the workpiece table WT.
  • the workpiece may be a photosensitive substrate such as a semiconductor wafer coated with a resist.
  • the workpiece table WT may be the wafer stage 54.
  • the exposure apparatus 14 exposes the laser beam reflecting the reticle pattern on the workpiece by synchronously translating the reticle stage 48 and the workpiece table WT. After transferring the reticle pattern to the semiconductor wafer by the exposure process as described above, the semiconductor device can be manufactured by going through a plurality of steps.
  • the semiconductor device is an example of the "electronic device" in the present disclosure.
  • the laser device 12 in FIG. 32 may be a laser device 212 or the like including the solid-state laser system 222 described with reference to FIG. 27.

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Abstract

本開示の一観点に係る露光システムは、パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、パルスレーザ光をレチクルに導光する照明光学系と、レチクルステージと、レーザ装置からのパルスレーザ光の出力及びレチクルステージによるレチクルの移動を制御するプロセッサと、を備える。レチクルは、第１パターンが配置された第１領域と第２パターンが配置された第２領域とを備え、第１領域及び第２領域のそれぞれは、パルスレーザ光のスキャン方向に対して直交するスキャン幅方向に連続する領域であり、第１領域と第２領域とがスキャン方向に並んで配置される。プロセッサは、第１領域及び第２領域のそれぞれの領域に応じてパルスレーザ光の制御パラメータの値を変えて、第１領域及び第２領域のそれぞれの領域に応じたパルスレーザ光を出力させるようにレーザ装置を制御する。

Description

露光システム及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、露光システム及び電子デバイスの製造方法に関する。
　近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化及び高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。例えば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
　ＫｒＦエキシマレーザ装置及びＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Line Narrow Module：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。
米国特許出願公開第２０１５／００７０６７３号 米国特許出願公開第２０１１／０２０５５１２号 米国特許出願公開第２００６／００３５１６０号 米国特許出願公開第２００３／０２２７６０７号 米国特許出願公開第２０１８／０１９６３４７号 米国特許出願公開第２０１９／０２４５３２１号 米国特許出願公開第２００４／００１２８４４号
概要
　本開示の１つの観点に係る露光システムは、レチクルにパルスレーザ光を照射して半導体基板をスキャン露光する露光システムであって、パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、パルスレーザ光をレチクルに導光する照明光学系と、レチクルを移動させるレチクルステージと、レーザ装置からのパルスレーザ光の出力及びレチクルステージによるレチクルの移動を制御するプロセッサと、を備え、レチクルは、第１パターンが配置された第１領域と第２パターンが配置された第２領域とを備え、第１領域及び第２領域のそれぞれは、パルスレーザ光のスキャン方向に対して直交するスキャン幅方向に連続する領域であり、第１領域と第２領域とがスキャン方向に並んで配置され、プロセッサは、第１領域及び第２領域のそれぞれの領域に応じてパルスレーザ光の制御パラメータの値を変えて、第１領域及び第２領域のそれぞれの領域に応じたパルスレーザ光を出力させるようにレーザ装置を制御する。
　本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、パルスレーザ光をレチクルに導光する照明光学系と、レチクルを移動させるレチクルステージと、レーザ装置からのパルスレーザ光の出力及びレチクルステージによるレチクルの移動を制御するプロセッサと、を備え、レチクルは、第１パターンが配置された第１領域と第２パターンが配置された第２領域とを備え、第１領域及び第２領域のそれぞれは、パルスレーザ光のスキャン方向に対して直交するスキャン幅方向に連続する領域であり、第１領域と第２領域とがスキャン方向に並んで配置され、プロセッサは、第１領域及び第２領域のそれぞれの領域に応じてパルスレーザ光の制御パラメータの値を変えて、第１領域及び第２領域のそれぞれの領域に応じたパルスレーザ光を出力させるようにレーザ装置を制御する、露光システムを用いて、電子デバイスを製造するために、レチクルにパルスレーザ光を照射して感光基板をスキャン露光することを含む。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、比較例に係る露光システムの構成を概略的に示す。 図２は、露光制御部からレーザ制御部に送信される発光トリガ信号の出力パターンの例を示す。 図３は、ウエハ上でのステップアンドスキャン露光の露光パターンの例を示す。 図４は、ウエハ上の１つのスキャンフィールドとスタティック露光エリアの関係を示す。 図５は、スタティック露光エリアの説明図である。 図６は、スキャン露光中のスキャンフィールドの模式図である。 図７は、図６に示すスキャン露光の動作に対応するレチクルとスキャンビームとの関係を模式的に示す平面図である。 図８は、実施形態１に係るリソグラフィシステムの構成例を示す。 図９は、実施形態１に係るリソグラフィシステムに適用されるレチクルのパターンの配置例を概略的に示す模式図である。 図１０は、レーザ装置の構成例を示す。 図１１は、帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例を示す。 図１２は、実施形態１のリソグラフィ制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図１３は、ファイルＣに保存されるテーブルのデータ構造の例を示す概念図である。 図１４は、実施形態１の露光制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図１５は、実施形態１のレーザ制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図１６は、実施形態２に係るリソグラフィシステムにおける帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例を示す。 図１７は、実施形態２の露光制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図１８は、実施形態２の変形例に係るリソグラフィシステムにおける帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例を示す。 図１９は、実施形態３に係るリソグラフィシステムに適用されるレチクルパターンとウエハの領域との関係とを模式的に示す。 図２０は、ウエハの断面の他の例を模式的に示す断面図である。 図２１は、実施形態３に係るリソグラフィシステムにおける帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例を示す。 図２２は、実施形態３のリソグラフィ制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図２３は、ファイルＣ３に保存されるテーブルのデータ構造を示す概念図である 図２４は、実施形態３の露光制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図２５は、実施形態４に係るリソグラフィシステムにおける帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例を示す。 図２６は、実施形態４の露光制御部が実施する処理の例を示すフローチャートである。 図２７は、レーザ装置の他の構成例を示す。 図２８は、半導体レーザシステムの構成例を示す。 図２９は、チャーピングによって実現されるスペクトル線幅の概念図である。 図３０は、半導体レーザに流れる電流とチャーピングによる波長変化とスペクトル波形と光強度との関係を示す模式図である。 図３１は、半導体光増幅器の立ち上がり時間を説明するためのグラフである。 図３２は、露光装置の構成例を概略的に示す。
実施形態
　－目次－
１．用語の説明
２．比較例に係る露光システムの概要
　２．１　構成
　２．２　動作
　２．３　ウエハ上への露光動作の例
　２．４　スキャンフィールドとスタティック露光エリアとの関係
　２．５　課題
３．実施形態１
　３．１　リソグラフィシステムの概要
　　３．１．１　構成
　　３．１．２　動作
　３．２　レーザ装置の例
　　３．２．１　構成
　　３．２．２　動作
　　３．２．３　その他
　３．３　帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例
　３．４　リソグラフィ制御部の処理内容の例
　３．５　露光制御部の処理内容の例
　３．６　レーザ制御部の処理内容の例
　３．７　作用・効果
　３．８　その他
４．実施形態２
　４．１　構成
　４．２　動作
　４．３　作用・効果
　４．４　変形例
５．実施形態３
　５．１　構成
　５．２　動作
　５．３　リソグラフィ制御部の処理内容の例
　５．４　露光制御部の処理内容の例
　５．５　作用・効果
　５．６　その他
６．実施形態４
　６．１　構成
　６．２　動作
　６．３　作用・効果
７．固体レーザ装置を発振器として用いるエキシマレーザ装置の例
　７．１　構成
　７．２　動作
　７．３　半導体レーザシステムの説明
　　７．３．１　構成
　　７．３．２　動作
　　７．３．３　その他
　７．４　作用・効果
　７．５　その他
８．各種の制御部のハードウェア構成について
９．電子デバイスの製造方法
１０．その他
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
　１．用語の説明
　本開示において使用される用語を以下のように定義する。
　ＣＤ（Critical Dimension）とは、半導体等のウエハ上に形成された微細パターンの寸法をいう。リソグラフィにおいてパターンのＣＤ値は、そのパターンの寸法そのものだけではなく、周辺にあるパターンの影響も受けて変化する。このため、例えばあるパターンがレチクル上孤立して配置された場合と、隣にパターンがある場合とで、露光後のＣＤは異なる。その度合いは、隣接する別のパターンとの距離、密度や種類等だけではなく、露光に用いる露光機の光学系の設定によっても変わる。このような光学的な近接効果をＯＰＥ（Optical Proximity Effect；光学近接効果）という。なお、光学的な近接効果ではないが、現像時の現像等プロセスにも近接効果がある。
　ＯＰＥカーブとは、横軸に（スルーピッチ）パターン、縦軸にＣＤ値、またはＣＤ値と目標ＣＤ値の差分をプロットしたグラフをいう。ＯＰＥカーブはＯＰＥ特性カーブとも呼ばれる。
　ＯＰＣ（Optical Proximity Correction）とは、ＯＰＥによってＣＤ値が変わることがあることは分かっているため、事前に露光実験データをもとに、レチクルパターンにバイアスや補助パターンを入れることで、露光後のウエハ上のＣＤが目標値になるようにすることをいう。ＯＰＣは、一般的に、デバイスメーカーのプロセス開発の段階で行われる。
　ＯＰＣとは別の補正としてＯＰＥ補正もある。ＯＰＥは露光に用いる光学系の設定（レンズの開口数ＮＡ、照明σ、輪帯比等）の影響も受けるため、露光機の光学系パラメータを調整することで、ＣＤ値が目標になるように調整することができる。これをＯＰＥ補正という。ＯＰＣもＯＰＥ補正もＣＤ値の制御はできるが、ＯＰＣはレチクル作成を含むプロセス開発段階で行われることが多く、ＯＰＥ補正はレチクルが作成され、量産時（直前）に、または量産の途中で行われることが多い。また、光学的な近接効果ではないが、現像などでもマイクロローディング効果（Micro Loading Effect）に代表される近接効果があり、場合によっては光学的な近接効果と一緒に光学系の調整でＣＤを合わせることがある。
　オーバーレイとは、半導体等のウエハ上に形成された微細パターンの重ね合わせをいう。
　スペクトル線幅Δλとは、露光性能に影響を及ぼすスペクトル線幅の指標値である。スペクトル線幅Δλは、例えば、レーザスペクトルの積分エネルギが９５％となる帯域幅であってもよい。
　２．比較例に係る露光システムの概要
　２．１　構成
　図１は、比較例に係る露光システムの構成を概略的に示す。本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。露光システム１０は、レーザ装置１２と、露光装置１４とを含む。レーザ装置１２は、波長可変の狭帯域発振のＡｒＦレーザ装置であり、レーザ制御部２０と、図示しないレーザチャンバと狭帯域化モジュールとを含む。
　露光装置１４は、露光制御部４０と、ビームデリバリユニット（ＢＤＵ）４２と、高反射ミラー４３と、照明光学系４４と、レチクル４６と、レチクルステージ４８と、投影光学系５０と、ウエハホルダ５２と、ウエハステージ５４と、フォーカスセンサ５８とを含む。
　ウエハホルダ５２には、ウエハＷＦが保持される。照明光学系４４は、パルスレーザ光をレチクル４６に導光する光学系である。照明光学系４４は、レーザビームを概ね長方形状の光強度分布が均一化されたスキャンビームに整形する。投影光学系５０は、レチクルパターンをウエハＷＦに結像させる。フォーカスセンサ５８は、ウエハ表面の高さを計測する。
　露光制御部４０は、レチクルステージ４８、ウエハステージ５４及びフォーカスセンサ５８と接続される。また、露光制御部４０は、レーザ制御部２０と接続される。露光制御部４０とレーザ制御部２０とのそれぞれは、図示しないプロセッサを用いて構成され、メモリなどの記憶装置を含む。記憶装置はプロセッサに搭載されてもよい。
　２．２　動作
　露光制御部４０は、フォーカスセンサ５８により計測されたウエハＷＦの高さから、ウエハ高さ方向（Ｚ軸方向）のフォーカス位置を補正するために、ウエハステージ５４のＺ軸方向の移動を制御する。
　露光制御部４０は、ステップアンドスキャンの方式で、レーザ制御部２０に目標レーザ光の制御パラメータを送信し、発光トリガ信号Ｔｒを送信しながらレチクルステージ４８とウエハステージ５４とを制御し、レチクル４６の像をウエハＷＦ上にスキャン露光する。目標レーザ光の制御パラメータには、例えば、目標波長λｔと目標パルスエネルギＥｔとが含まれる。
　レーザ制御部２０は、レーザ装置１２から出力されるパルスレーザ光の波長λが目標波長λｔとなるように狭帯域化モジュールの選択波長を制御し、かつ、パルスエネルギＥが目標パルスエネルギＥｔとなるように励起強度を制御して、発光トリガ信号Ｔｒに従ってパルスレーザ光を出力させる。また、レーザ制御部２０は、発光トリガ信号Ｔｒに従って出力したパルスレーザ光の各種計測データを露光制御部４０に送信する。各種計測データには、例えば、波長λ及びパルスエネルギＥなどが含まれる。
　２．３　ウエハ上への露光動作の例
　図２は、露光制御部４０からレーザ制御部２０に送信される発光トリガ信号Ｔｒの出力パターンの例を示す。図２に示す例では、ウエハＷＦ毎に、調整発振を実施した後、実露光パターンに入る。すなわち、レーザ装置１２は、最初に調整発振を行い、所定の時間間隔を空けた後、１枚目のウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃１）のためのバースト運転を行う。
　調整発振は、ウエハＷＦに対してパルスレーザ光を照射しないものの、調整用のパルスレーザ光を出力する発振を行うことである。調整発振は、露光できる状態にレーザが安定するまで、所定の条件にて発振を行うものであり、ウエハ生産のロット前に実施される。パルスレーザ光Ｌｐは、例えば数百Ｈｚ～数ｋＨｚ程度の所定の周波数で出力される。ウエハ露光時には、バースト期間と発振休止期間とを繰り返すバースト運転を行うのが一般的である。調整発振においても、バースト運転が行われる。
　図２において、パルスが密集している区間は、所定期間連続してパルスレーザ光を出力するバースト期間である。また、図２において、パルスが存在していない区間は、発振休止期間である。なお、調整発振では、パルスの各連続出力期間の長さは一定である必要はなく、調整のため、各連続出力期間の長さを異ならせて連続出力動作を行うようにしてもよい。調整発振を行った後、比較的大きな時間間隔を空けて、露光装置４において１枚目のウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃１）が行われる。
　レーザ装置１２は、ステップアンドスキャン方式の露光におけるステップ中は発振休止し、スキャン中は発光トリガ信号Ｔｒの間隔に応じてパルスレーザ光を出力する。このようなレーザ発振のパターンをバースト発振パターンという。
　図３は、ウエハＷＦ上でのステップアンドスキャン露光の露光パターンの例を示す。図３のウエハＷＦ内に示す多数の矩形領域のそれぞれはスキャンフィールドである。スキャンフィールドは、１回のスキャン露光の露光領域であり、スキャン領域とも呼ばれる。ウエハ露光は、図３に示すように、ウエハＷＦを複数の所定サイズの露光領域（スキャンフィールド）に分割して、ウエハ露光の開始（Ｗａｆｅｒ　ＳＴＡＲＴ）と終了（Ｗａｆｅｒ　ＥＮＤ）との間の期間に、各露光領域をスキャン露光することにより行われる。
　すなわち、ウエハ露光では、ウエハＷＦの第１の所定の露光領域を１回目のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃１）で露光し、次いで、第２の所定の露光領域を２回目のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃２）で露光するというステップを繰り返す。１回のスキャン露光中は、複数のパルスレーザ光Ｌｐ（Ｐｕｌｓｅ＃１，Ｐｕｌｓｅ＃２，…）が連続的にレーザ装置１２から出力され得る。第１の所定の露光領域のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃１）が終了したら、所定の時間間隔を空けて第２の所定の露光領域のスキャン露光（Ｓｃａｎ＃２）が行われる。このスキャン露光を順次繰り返し、１枚目のウエハＷＦの全露光領域をスキャン露光し終えたら、再度、調整発振を行った後、２枚目のウエハＷＦのウエハ露光（Ｗａｆｅｒ＃２）が行われる。
　図３に示す破線矢印の順番で、Ｗａｆｅｒ　ＳＴＡＲＴ→Ｓｃａｎ＃１→Ｓｃａｎ＃２→・・・・・・・→Ｓｃａｎ＃１２６→Ｗａｆｅｒ　ＥＮＤまでステップアンドスキャン露光される。ウエハＷＦは本開示における「半導体基板」の一例である。
　２．４　スキャンフィールドとスタティック露光エリアとの関係
　図４に、ウエハＷＦ上の１つのスキャンフィールドＳＦとスタティック露光エリアＳＥＡとの関係を示す。スタティック露光エリアＳＥＡは、スキャンフィールドＳＦに対するスキャン露光に用いられる概ね長方形の略均一なビーム照射領域である。照明光学系４４によって整形された概ね長方形の略均一なスキャンビームがレチクル４６上に照射され、スキャンビームの短軸方向（ここではＹ軸方向）に、レチクル４６とウエハＷＦとが投影光学系５０の縮小倍率に応じて、Ｙ軸方向に互いに異なる向きで移動しながら露光が行われる。これにより、ウエハＷＦ上の各スキャンフィールドＳＦにレチクルパターンがスキャン露光される。スタティック露光エリアＳＥＡは、スキャンビームによる一括露光可能エリアと理解してよい。
　図４において、縦方向の上向きのＹ軸方向マイナス側に向かう方向がスキャン方向であり、Ｙ軸方向プラス側に向かう方向がウエハ移動方向である。図４の紙面に平行でＹ軸方向と直交する方向（Ｘ軸方向）をスキャン幅方向という。ウエハＷＦ上でのスキャンフィールドＳＦのサイズは、例えば、Ｙ軸方向が３３ｍｍ、Ｘ軸方向が２６ｍｍである。
　図５は、スタティック露光エリアＳＥＡの説明図である。スタティック露光エリアＳＥＡのＸ軸方向の長さをＢｘ、Ｙ軸方向の幅をＢｙとすると、ＢｘはスキャンフィールドＳＦのＸ軸方向のサイズに対応しており、ＢｙはスキャンフィールドＳＦのＹ軸方向のサイズよりも十分に小さいものとなっている。スタティック露光エリアＳＥＡのＹ軸方向の幅ＢｙをＮスリットという。ウエハＷＦ上のレジストに露光されるパルス数ＮＳＬは、次式となる。
　ＮＳＬ＝（Ｂｙ／Ｖｙ）・ｆ
　　Ｖｙ：ウエハのＹ軸方向のスキャン速度
　　ｆ：レーザの繰り返し周波数（Ｈｚ）
　２．５　課題
　図６は、スキャン露光中のスキャンフィールドＳＦの模式図である。図７は、図６に示すスキャン露光の動作に対応するレチクル４６とスキャンビームＳＢとの関係を模式的に示す平面図である。図７には、レチクル４６におけるパターン領域の配置の例が示されている。なお、図７は、１つのスキャンフィールドＳＦ内における半導体素子領域のパターンの例を示す模式図と理解してもよい。
　各ウエハＷＦのスキャンフィールドＳＦの中には、例えば、高い解像力が要求される半導体素子の領域と、解像力は低くても焦点深度が要求される半導体素子の領域とが混在する。本明細書において、スキャンフィールドＳＦ内で相対的に高い解像力が要求される半導体素子の領域を「高解像度領域Ａ」といい、解像力は低くても焦点深度が要求される半導体素子の領域を「低解像度領域Ｂ」という。高解像度領域Ａ及び低解像度領域Ｂという記載は、レチクル４６のパターンについても用いられる。また、高解像度領域Ａを単に「領域Ａ」と記載する場合があり、低解像度領域Ｂを単に「領域Ｂ」と記載する場合がある。
　スキャンフィールドＳＦ内における高解像度領域Ａと低解像度領域Ｂの配置は回路パターンの設計次第であり、典型的には、図７に示すように、スキャンビームＳＢによる一括露光可能エリア内に高解像度領域Ａと低解像度領域Ｂとが混在して配置される。
　高解像度領域Ａと低解像度領域Ｂとはそれぞれの最適な露光条件が異なるため、高解像度領域Ａと低解像度領域Ｂの領域毎に最適な条件で露光することが望まれる。
　しかし、１スキャン中の露光条件（例えば、波長やスペクトル線幅など）を高速にかつ高精度に変更することが困難であるために、各半導体素子のパターン領域に対して最適化されたパルスレーザ光の露光が困難なことがある。典型的には、スキャンフィールド単位で露光条件の変更が行われており、１つのスキャンフィールドＳＦ内は領域の区別なく共通の露光条件で露光される。
　また、スキャンフィールドＳＦ内には、ウエハＷＦの高さ方向に段差が存在することがある。この場合、ウエハステージ５４を大きく傾けて露光することになる。これにより重ね合わせなどに大きな悪影響を与えることがある。また、このようにスキャンフィールドＳＦ内に高さの異なる領域が混在する場合、高さの異なる領域ごとにパルスレーザ光の最適な結像位置が異なるため、それぞれの領域に対して最適化されたパルスレーザ光の露光が困難なことがある。
　３．実施形態１
　３．１　リソグラフィシステムの概要
　３．１．１　構成
　図８は、実施形態１に係るリソグラフィシステム１００の構成例を示す。図８に示す構成について、図１と異なる点を説明する。図８に示すリソグラフィシステム１００は、図１に示す構成にリソグラフィ制御部１１０が追加され、リソグラフィ制御部１１０と露光制御部４０との間、及びリソグラフィ制御部１１０とレーザ制御部２０との間にそれぞれ、データの送受信ラインが追加された構成となっている。
　リソグラフィシステム１００は、レーザ装置１２と、露光装置１４と、リソグラフィ制御部１１０とを含む。リソグラフィシステム１００は本開示における「露光システム」の一例である。リソグラフィシステム１００では、目標レーザ光の制御パラメータとして、目標スペクトル線幅Δλｔが追加される。露光制御部４０からレーザ制御部２０に目標スペクトル線幅Δλｔのデータが送信される。
　リソグラフィ制御部１１０は、図示しないプロセッサを用いて構成される。リソグラフィ制御部１１０は、メモリなどの記憶装置を含む。プロセッサは記憶装置を含んでいてよい。リソグラフィ制御部１１０は、純粋なフーリエ結像光学理論に基づき、露光されたレジストパターンを計算するプログラムが搭載される。
　また、リソグラフィシステム１００に用いられるレチクル４６のレチクルパターンは、高い解像力が必要とされる第１パターンが配置された第１パターン領域と、焦点深度が必要とされる第２パターンが配置された第２パターン領域とのそれぞれが、スキャン方向と直交する方向に連続する帯状の領域となるように、各パターンの領域をスキャン方向に位置を分けて設計されたものとなっている。
　図９は、実施形態１に係るリソグラフィシステム１００に適用されるレチクル４６のパターンの配置例を概略的に示す模式図である。レチクル４６は、高解像度領域Ａと低解像度領域Ｂとのそれぞれが、スキャン方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に沿って延在する帯状の領域として配置されるように、レチクルパターンが設計されている。すなわち、レチクルパターンは、高解像度領域Ａと低解像度領域ＢとのそれぞれがＸ軸方向に連続する領域となるように領域分けされ、帯状の高解像度領域Ａと、帯状の低解像度領域ＢとがＹ軸方向の異なる位置に、Ｙ軸方向に並ぶように配置される。高解像度領域Ａは、解像力が必要な第１パターンが配置された領域（第１パターン領域）である。低解像度領域Ｂは、焦点深度を必要とする第２パターンが配置された領域（第２パターン領域）である。
　第１パターンは、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ（Static Random Access Memory：ＳＲＡＭ）のパターンであってよい。第２パターンは、例えば、孤立パターン、ロジック素子、及びアンプのうち少なくとも１つのパターンであってよい。「帯状」の領域とは、Ｙ軸方向の領域の長さ（領域幅）が概ね一定の幅でＸ軸方向に連続する形状の領域をいう。本実施形態における帯状の領域は、Ｘ軸方向の領域の長さがＹ軸方向の領域の長さよりも長い領域である。高解像度領域Ａは本開示における「第１領域」の一例である。低解像度領域Ｂは本開示における「第２領域」の一例である。
　図９に示すレチクル４６は、レチクル面が２×２の４つのエリアに分割されており、それぞれの分割エリア（１／４エリア）が１つのチップに対応する。図９において右上の第１分割エリアＤＡ１に配置される高解像度領域Ａと、左上の第２分割エリアＤＡ２に配置される高解像度領域Ａとは、Ｙ軸方向の同じ位置でＸ軸方向に並ぶように配置される。また、図９において右下の第３分割エリアＤＡ３に配置される高解像度領域Ａと、左下の第４分割エリアＤＡ４に配置される高解像度領域Ａとは、Ｙ軸方向の同じ位置でＸ軸方向に並ぶように配置される。こうして、高解像度領域Ａは、レチクル面においてＸ軸方向に連続する帯状の領域に集約して配置される。
　なお、Ｘ軸方向に並ぶ２つの高解像度領域Ａの間、及び／又は、高解像度領域ＡのＸ軸方向境界（端）の外側に極僅かな面積で低解像度領域Ｂが配置される場合があるものの、レチクル４６のＸ軸方向長さ全体の帯状の領域の大部分が高解像度領域Ａで占められていればよい。例えば、Ｘ軸方向に沿う直線上での高解像度領域ＡのＸ軸方向長さの合計がレチクル４６のＸ軸方向長さの５０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８０％以上がよい。レチクル４６のＸ軸方向長さはスキャンビームＳＢのＸ軸方向ビーム幅（スキャンビーム幅）に相当する。
　同様に、低解像度領域Ｂはレチクル面においてＸ軸方向に連続する帯状の領域内に集約して配置される。Ｘ軸方向に沿った帯状の低解像度領域Ｂは、Ｘ軸方向に沿う直線上での低解像度領域ＢのＸ軸方向長さの合計がレチクル４６のＸ軸方向長さの５０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８０％以上がよい。図９では、帯状の低解像度領域ＢのＸ軸方向長さがレチクル４６のＸ軸方向長さの１００％となっている例が示されている。
　要するに、帯状の高解像度領域Ａと、帯状の低解像度領域Ｂとは、それぞれＹ軸方向の異なる位置に配置され、Ｘ軸方向の直線上で帯状の高解像度領域Ａと帯状の低解像度領域Ｂとが非混在である（混在していない）。非混在という記載は、帯状の高解像度領域Ａと帯状の低解像度領域ＢとがＸ軸方向に重なって並んでいない様子を表している。図９では、レチクル面が２×２の４つのエリアに分割されている例を示したが、レチクル面の分割数や分割形態はこの例に限らない。
　３．１．２　動作
　リソグラフィ制御部１１０は、計算プログラムによって、帯状の高解像度領域Ａ及び帯状の低解像度領域Ｂのそれぞれに対して、最適なレーザ光の制御パラメータを計算し、計算結果をファイルＣに保存する。ファイルＣに保存される制御パラメータには、例えば、最適波長λｂ、最適スペクトル線幅Δλｂ、及び最適パルスエネルギＥｂなどが含まれる。
　リソグラフィ制御部１１０は、レーザ制御部２０からレーザ光の制御パラメータを含むレーザ装置１２に関わるデータを受信して保存してもよい。リソグラフィ制御部１１０は、レーザ制御部２０から波長λ、スペクトル線幅Δλ、及びパルスエネルギＥのデータを受信し、これらのデータを保存する。
　露光制御部４０は、ウエハＷＦのスキャンフィールドＳＦ内の領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの領域に対応したレーザ光の制御パラメータ値をリソグラフィ制御部１１０のファイルＣから読み込む。
　露光制御部４０は、領域Ａと領域Ｂとのそれぞれの領域に露光する時のパルス毎のレーザ光の制御パラメータ値をレーザ装置１２に送信する。露光制御部４０からレーザ装置１２に送信する制御パラメータ値は、例えば、目標波長λｔ、目標スペクトル線幅Δλｔ、及び目標パルスエネルギＥｔなどであってよい。以後の露光動作は、図１の露光システム１０と同様である。
　３．２　レーザ装置の例
　３．２．１　構成
　図１０は、レーザ装置１２の構成例を示す。図１０に示すレーザ装置１２は、狭帯域化ＡｒＦレーザ装置であって、レーザ制御部２０と、発振器２２と、増幅器２４と、モニタモジュール２６と、シャッタ２８とを含む。発振器２２は、チャンバ６０と、出力結合ミラー６２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）６４と、充電器６６と、狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）６８とを含む。
　チャンバ６０は、ウインドウ７１，７２と、１対の電極７３，７４と、電気絶縁部材７５とを含む。ＰＰＭ６４は、スイッチ６５と図示しない充電コンデンサとを含み、電気絶縁部材７５のフィードスルーを介して電極７４と接続される。電極７３は、接地されたチャンバ６０と接続される。充電器６６は、レーザ制御部２０からの指令に従い、ＰＰＭ６４の充電コンデンサを充電する。
　狭帯域化モジュール６８と出力結合ミラー６２とは光共振器を構成する。この共振器の光路上に１対の電極７３，７４の放電領域が配置されるように、チャンバ６０が配置される。出力結合ミラー６２には、チャンバ６０内で発生したレーザ光の一部を反射し、他の一部を透過する多層膜がコートされている。
　狭帯域化モジュール６８は、２つのプリズム８１，８２と、グレーティング８３と、プリズム８２を回転させる回転ステージ８４とを含む。狭帯域化モジュール６８は、回転ステージ８４を用いてプリズム８２を回転させることによってグレーティング８３への入射角度を変化させて、パルスレーザ光の発振波長を制御する。回転ステージ８４は、パルス毎に応答するように、高速応答が可能なピエゾ素子を含む回転ステージであってもよい。
　増幅器２４は、光共振器９０と、チャンバ１６０と、ＰＰＭ１６４と、充電器１６６とを含む。チャンバ１６０、ＰＰＭ１６４及び充電器１６６の構成は、発振器２２の対応する要素の構成と同様である。チャンバ１６０は、ウインドウ１７１，１７２と、１対の電極１７３，１７４と、電気絶縁部材１７５とを含む。ＰＰＭ１６４は、スイッチ１６５と図示しない充電コンデンサとを含む。
　光共振器９０は、ファブリペロ型の光共振器であって、リアミラー９１と出力結合ミラー９２とで構成される。リアミラー９１は、レーザ光の一部を部分反射し、かつ他の一部を透過する。出力結合ミラー９２は、レーザ光の一部を部分反射し、かつ他の一部を透過する。リアミラー９１の反射率は、例えば８０％～９０％である。出力結合ミラー９２の反射率は、例えば１０％～３０％である。
　モニタモジュール２６は、ビームスプリッタ１８１，１８２と、スペクトル検出器１８３と、レーザ光のパルスエネルギを検出する光センサ１８４とを含む。スペクトル検出器１８３は、例えばエタロン分光器等であってよい。光センサ１８４は、例えばフォトダイオード等であってよい。
　３．２．２　動作
　レーザ制御部２０は、露光制御部４０から目標波長λｔ、スペクトル線幅Δλｔ及び目標パルスエネルギＥｔのデータを受信すると、出力波長が目標波長λｔとなるように、ＬＮＭ６８の回転ステージ８４と、目標スペクトル線幅Δλｔとなるように、後述する方式と、目標パルスエネルギＥｔとなるように、少なくとも増幅器２４の充電器１６６を制御する。
　レーザ制御部２０は、露光制御部４０から発光トリガ信号Ｔｒを受信すると、発振器２２から出力されたパルスレーザ光が増幅器２４のチャンバ１６０の放電空間に入射した時に放電するように、ＰＰＭ１６４のスイッチ１６５とＰＰＭ６４のスイッチ６５とにそれぞれトリガ信号を与える。その結果、発振器２２から出力されたパルスレーザ光は増幅器２４で増幅発振される。増幅されたパルスレーザ光は、モニタモジュール２６のビームスプリッタ１８１によってサンプルされ、パルスエネルギＥ、波長λ及びスペクトル線幅Δλが計測される。
　レーザ制御部２０は、モニタモジュール２６を用いて計測されたからパルスエネルギＥと波長λのデータを取得し、パルスエネルギＥと目標パルスエネルギＥｔとの差、波長λと目標波長λｔとの差、ならびにスペクトル線幅Δλと目標スぺクトル線幅Δλｔとの差がそれぞれ０に近づくように、充電器１６６の充電電圧と発振器２２の発振波長を制御する。
　レーザ制御部２０は、パルス単位でパルスエネルギＥ、波長λ、及びスペクトル線幅Δλを制御し得る。レーザ装置１２から出力されるパルスレーザ光のスペクトル線幅Δλの制御は、発振器２２のチャンバ６０と増幅器２４のチャンバ１６０の放電タイミングの遅延時間Δｔを制御することによって可能となる。
　モニタモジュール２６のビームスプリッタ１８１を透過したパルスレーザ光は、シャッタ２８を介して露光装置１４に入射する。
　３．２．３　その他
　図１０では、光共振器９０としてファブリペロ共振器の例を示したが、リング共振器を備えた増幅器であってもよい。
　３．３　帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例
　図１１は、帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値との関係を例示的に示す。図１１の上段には帯状のレチクルパターンのＹ軸方向にスキャンビームＳＢがスキャン移動する様子が模式的に示されている。図１１の中段に示す枠内には、１スキャン内のＹ方向位置と最適波長λｂとの関係を示すグラフＧ１と、１スキャン内のＹ方向位置と最適スペクトル線幅Δλｂとの関係を示すグラフＧ２とが示されている。図１１の下段に示す枠内には、１スキャン内のＹ方向位置に対応するスキャン露光パルス毎の目標波長λｔを示すグラフＧ３と、スキャン露光パルス毎の目標スペクトル線幅Δλｔを示すグラフＧ４とが示されている。
　図１１に示す例では、露光制御部４０はリソグラフィ制御部１１０によって作成されるファイルＣのデータを読み込んで、高解像度領域Ａ及び低解像度領域Ｂのそれぞれ領域に対する最適波長λｂと最適スペクトル線幅Δλｂの値を使用して、これらの値をそのままレーザ制御部２０に目標波長λｔと目標スペクトル線幅Δλｔとして送信する場合の例を示している。
　３．４　リソグラフィ制御部の処理内容の例
　図１２は、実施形態１のリソグラフィ制御部１１０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図１２に示すステップは、リソグラフィ制御部１１０として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
　ステップＳ１１において、リソグラフィ制御部１１０は照明光学系４４のパラメータ、投影光学系５０のパラメータ、及びレジストのパラメータを含むそれぞれのパラメータのデータの入力を受け付ける。
　照明光学系４４のパラメータは、例えば、σ値や照明形状などを含む。投影光学系５０のパラメータは、例えば、レンズデータやレンズの開口数ＮＡ（Numerical aperture）などを含む。レジストのパラメータは、例えば、感度などを含む。
　ステップＳ１２において、リソグラフィ制御部１１０は高解像度領域Ａのレチクルパターンについてのパターン情報の入力を受け付ける。パターン情報には高解像度領域Ａのパターンの形状、パターンの配置、パターンの間隔及び高解像度領域Ａの位置等の情報が含まれ、少なくとも高解像度領域Ａの境界位置に関する位置情報が含まれる。
　ステップＳ１３において、リソグラフィ制御部１１０は高解像度領域Ａに対する最適なレーザ光の制御パラメータを計算する。制御パラメータには、最適波長λｂ、最適スペクトル線幅Δλｂ、及び最適パルスエネルギＥｂなどが含まれる。
　ステップＳ１４において、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ１３の計算により算出された制御パラメータの値をファイルＣに書き込む。
　ステップＳ１５において、リソグラフィ制御部１１０は低解像度領域Ｂのレチクルパターンについてのパターン情報の入力を受け付ける。ここでのパターン情報には低解像度領域Ｂのパターンの形状、パターンの配置、パターンの間隔及び低解像度領域Ｂの位置等の情報が含まれ、少なくとも低解像度領域Ｂの境界位置に関する位置情報が含まれる。
　ステップＳ１６において、リソグラフィ制御部１１０は低解像度領域Ｂに対する最適なレーザ光の制御パラメータを計算する。
　ステップＳ１７において、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ１６の計算により算出された制御パラメータをファイルＣに書き込む。
　ステップＳ１７の後、リソグラフィ制御部１１０は図１２のフローチャートを終了する。
　図１３は、ファイルＣに保存されるテーブルのデータ構造の例を示す概念図である。ファイルＣには、レチクル４６の領域別に、最適波長λｂ、最適スペクトル線幅Δλｂ、及び最適パルスエネルギＥｂのパラメータのデータが書き込まれる。図１３のテーブルに示すように、各パラメータのデータは領域と関連付けされている。
　３．５　露光制御部の処理内容の例
　図１４は、実施形態１の露光制御部４０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図１４に示すステップは、露光制御部４０として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
　ステップＳ２１において、露光制御部４０はリソグラフィ制御部１１０に保存されているファイルＣのデータを読み込む。
　ステップＳ２２において、露光制御部４０はファイルＣのデータと、スキャンフィールドＳＦ内の領域Ａ及び領域Ｂの場所とに基づいて、各スキャンフィールド内の各パルスのレーザ光の制御パラメータの目標値（λｔ，Δλｔ，Ｅｔ）を求める。すなわち、露光制御部４０は、領域Ａに応じたパルスレーザ光の第１目標波長と第１目標スペクトル線幅と第１目標パルスエネルギとを設定して、領域Ａに対して第１パルスレーザ光を照射するようにレーザ装置１２を制御する。また、露光制御部４０は、領域Ｂに応じたパルスレーザ光の第２目標波長と第２目標スペクトル線幅と第２目標パルスエネルギとを設定して、領域Ｂに対して第２パルスレーザ光を照射するようにレーザ装置１２を制御する。露光制御部４０は、パルス単位でレーザ光の制御パラメータを制御する。
　ステップＳ２３において、露光制御部４０はレーザ制御部２０に各パルスのレーザ光の制御パラメータの目標値と発光トリガ信号Ｔｒを送信しながら、レチクル４６とウエハＷＦを移動させながら各スキャンフィールドＳＦ内を露光させる。
　ステップＳ２４において、露光制御部４０はウエハＷＦ内のすべてのスキャンフィールドＳＦを露光したか否かを判定する。ステップＳ２４の判定結果がＮｏ判定である場合、露光制御部４０はステップＳ２３に戻る。ステップＳ２４の判定結果がＹｅｓ判定である場合、露光制御部４０は図１４のフローチャートを終了する。
　３．６　レーザ制御部の処理内容の例
　図１５は、実施形態１のレーザ制御部２０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図１５に示すステップは、レーザ制御部２０として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
　ステップＳ３１において、レーザ制御部２０は露光制御部４０から送信された目標レーザ光の制御パラメータ（λｔ，Δλｔ，Ｅｔ）のデータを読み込む。
　ステップＳ３２において、レーザ制御部２０はレーザ装置１２から出力されるパルスレーザ光の波長が目標波長λｔに近づくように、発振器２２の狭帯域化モジュール６８の回転ステージ８４をセットする。
　ステップＳ３３において、レーザ制御部２０はレーザ装置１２から出力されるパルスレーザ光のスペクトル線幅Δλが目標スペクトル線幅Δλｔに近づくように、発振器２２と増幅器２４の同期タイミングをセットする。
　ステップＳ３４において、レーザ制御部２０はパルスエネルギが目標パルスエネルギＥｔに近づくように、増幅器２４の充電電圧をセットする。
　ステップＳ３５において、レーザ制御部２０は発光トリガ信号Ｔｒの入力を待機し、発光トリガ信号が入力されたか否かを判定する。発光トリガ信号Ｔｒが入力されなければ、レーザ制御部２０はステップＳ３５を繰り返し、発光トリガ信号Ｔｒが入力されると、レーザ制御部２０はステップＳ３６に進む。
　ステップＳ３６において、レーザ制御部２０はモニタモジュール２６を用いてレーザ光の制御パラメータのデータを計測する。レーザ制御部２０はステップＳ３６での計測により、波長λ、スペクトル線幅Δλ及びパルスエネルギＥのデータを取得する。
　ステップＳ３７において、レーザ制御部２０はステップＳ３６にて計測されたレーザ光の制御パラメータのデータを露光制御部４０及びリソグラフィ制御部１１０に送信する。
　ステップＳ３８において、レーザ制御部２０はレーザの制御を停止させるか否かを判定する。ステップＳ３８の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部２０はステップＳ３１に戻る。ステップＳ３８の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部２０は図１５のフローチャートを終了する。
　３．７　作用・効果
　実施形態１に係るリソグラフィシステム１００によれば、次のような効果が得られる。
　［１］スキャン方向に対して直交する方向で帯状に、同様の（同種の）半導体素子を形成するためのレチクルパターンを配置し、半導体プロセスにおいて、スキャンフィールド内の帯状の領域の位置に応じて、レーザ光の制御パラメータが変更される。これにより、帯状のレチクルパターンに最適なレーザ光をパルス毎にスキャン露光することができる。
　［２］その結果、製造される半導体素子の性能や歩留まりが改善する。
　［３］スキャンフィールド内で、各エリアのパターンに対して最適なＯＰＥに対応するレーザ光の制御パラメータを求めてパルス毎に露光するので、スキャン位置の位置依存のＯＰＥ特性を高速に調節することができる。
　３．８　その他
　実施形態１では、リソグラフィ制御部１１０と露光制御部４０の機能を分けた場合の例で説明したが、この例に限定されることなく、リソグラフィ制御部１１０の機能を露光制御部４０が含んでいてもよい。
　また、図１２のような計算フローは、計算プログラムを搭載したコンピュータで予め計算して、図１３のようなファイルＣを、リソグラフィ制御部１１０又は露光制御部４０の記憶部に保存しておいてもよい。リソグラフィ制御部１１０は、スキャン露光に用いる各種のパラメータを管理するサーバであってもよい。サーバは複数の露光システムとネットワークを介して接続されてもよい。例えば、サーバは、図１２のような計算フローを実行し、算出された制御パラメータの値を、帯状の領域と関連付けてファイルＣに書き込むように構成される。
　さらに、実施形態１では、ファイルＣの作成を光学シミュレーション計算によってそれぞれの領域Ａ及びＢの最適波長λｂと最適スペクトル幅Δλｂと最適パルスエネルギＥｂを求めているが、この例に限定されることない。例えば、レーザ光の制御パラメータを振りながら、テスト露光試験を行い、その結果をもとに各領域それぞれに対して最適なレーザ光の制御パラメータをファイルＣに保存してもよい。
　４．実施形態２
　４．１　構成
　実施形態２に係るリソグラフィシステムの構成は、実施形態１と同様であってよい。
　４．２　動作
　図１６は、実施形態２に係るリソグラフィシステムにおける帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例を示す。図１６について、図１１と異なる点を説明する。図１６では、図１１のグラフＧ４に代えて、グラフＧ５となっている。
　レチクル４６に対するスキャンビームＳＢの移動方向をＹ軸のプラス方向とすると、高解像度領域Ａと低解像度領域Ｂのそれぞれは、レチクル面においてスキャンビームＳＢの移動方向と直交するＸ軸方向（スキャン幅方向）に沿って延在する帯状に配置されている。
　グラフＧ５は、図１１のグラフＧ４と比較して、目標スペクトル線幅Δλｔの値を切り替えるタイミングが、高解像度領域ＡのＹ軸方向マイナス側境界位置よりもさらにマイナス側（手前側）にスキャンビームＳＢのＹ軸方向ビーム幅（Ｂｙ幅）分だけ早いタイミングとなるように変更されている。これは、領域ＡのＹ軸方向マイナス側境界位置からＹ軸方向マイナス側にＢｙ幅の帯状領域だけ領域Ａの境界領域を拡大した仮想的な拡大領域Ａｅに対して目標スペクトル線幅Δλｔ（Ａ）を設定することに相当している。なお、レチクル４６上に照明されるスキャンビームＳＢは、ウエハＷＦ上では露光装置１４の投影光学系５０の倍率に応じた大きさのスキャンビームとなる。例えば、投影光学系５０の倍率が１／４倍の場合、レチクル４６上に照明されるスキャンビームＳＢは、ウエハＷＦ上では１／４倍の大きさのスキャンビームとなる。また、レチクル４６上のスキャンフィールドエリアは、ウエハＷＦ上ではその１／４倍のスキャンフィールドＳＦとなる。レチクル４６上に照明されるスキャンビームＳＢのＹ軸方向ビーム幅（Ｂｙ幅）は、ウエハＷＦ上のスタティック露光エリアＳＥＡのＹ軸方向幅Ｂｙを実現するビーム幅である。
　図１６の最下段に示す枠内には、１スキャン内のＹ方向位置に対応するスキャン露光パルス毎の移動積算スペクトル波長λｍｖを示すグラフＧ６と、スキャン露光パルス毎の移動積算スペクトル線幅Δλｍｖを示すグラフＧ７とが示されている。ここで、移動積算スペクトル波長λｍｖ及び移動積算スペクトル線幅Δλｍｖは、移動積算スペクトルの波形から求めたそれぞれ中心波長及びスペクトル線幅である。ここで、移動積算スペクトル波形とは、ウエハＷＦ上のレジストに露光されるパルス数ＮＳＬのパルス数でスペクトル波形を移動積算したスペクトル波形である。
　グラフＧ５に示すように目標スペクトル線幅Δλｔを設定することにより、移動積算スペクトル線幅ΔλｍｖはグラフＧ７に示すようになり、高解像度領域Ａの領域範囲において移動積算スペクトル線幅Δλｍｖが目標スペクトル線幅Δλｔ＝Δλｂに近づき一定となる。
　図１７は、実施形態２の露光制御部４０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図１７に示すフローチャートについて、図１４と異なる点を説明する。図１７に示すフローチャートは、ステップＳ２１の前にステップＳ２０が追加され、図１４におけるステップＳ２２に代えて、ステップＳ２２ｂを含む。
　ステップＳ２０において、図６に示すように、露光制御部４０は帯状の領域Ａの範囲をＹ軸方向マイナス側にスキャンビームＳＢのビーム幅（Ｂｙ幅）だけ拡げるように領域ＡのＹ軸方向マイナス側境界位置を移動させて領域Ａを拡大領域Ａｅに変更する。
　なお、図６に示すように、領域Ａから拡大領域Ａｅに変更することに伴い、この拡大領域ＡｅとＹ軸方向マイナス側に隣接する領域ＢのＹ軸方向プラス側境界位置は変更され、領域Ｂは仮想的な縮小領域Ｂｒとなる。すなわち、帯状の領域ＢのＹ軸方向プラス側境界位置はＢｙ幅の分だけＹ軸方向マイナス側に移動し、領域Ｂの範囲は縮小されて縮小領域Ｂｒに変更される。領域ＡのＹ軸方向プラス側に隣接する領域ＢのＹ軸方向マイナス側境界位置は変更する必要がない。
　ステップＳ２２ｂにおいて、露光制御部４０はファイルＣのデータと、スキャンフィールドＳＦ内の拡大領域Ａｅ及び縮小領域Ｂｒの場所とに基づいて、各スキャンフィールドＳＦ内の各パルスのレーザ光の制御パラメータの目標値（λｔ，Δλｔ，Ｅｔ）を計算する。以降のステップは図１４のフローチャートと同様である。
　４．３　作用・効果
　スキャンフィールドＳＦに露光されるパルスレーザ光のスペクトル波形は、露光パルス数ＮＳＬの移動積算値となる。実施形態２によれば、少なくとも、高解像度領域Ａに照射されるスペクトル線幅Δλとして最適スペクトル線幅Δλｂで露光できる。
　４．４　変形例
　図１８は、実施形態２の変形例に係るリソグラフィシステムにおける帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例を示す。図１８に示す変形例について、図１６と異なる点を説明する。図１８において、図１６と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１６では、領域Ａと領域Ｂの２種類の領域の配置例を説明したが、図１８に示す変形例では、高解像度領域Ａと低解像度領域Ｂとの間に、帯状の中間解像度領域Ｃが配置される。中間解像度領域Ｃは、高解像度領域Ａに要求される解像力と低解像度領域Ｂに要求される解像力との中間程度の解像力が要求されるパターン領域である。中間解像度領域Ｃを「領域Ｃ」と記載する場合がある。このような帯状の領域Ａ～Ｃの配置パターンに対応して、最適スペクトル線幅ΔλｂのグラフはグラフＧ８のようなものとなる。その一方で、目標スペクトル線幅ΔλｔはグラフＧ５のような設定であってよい。
　スキャンビームＳＢは、レチクル４６上をスキャン移動する際に、低解像度領域Ｂ→中間解像度領域Ｃ→高解像度領域Ａの順に露光する。これにより、移動積算スペクトル線幅ΔλｍｖはグラフＧ７のようになる。図１８に示すように、帯状の中間解像度領域Ｃは、移動積算スペクトル線幅Δλｍｖが変化する領域に配置される。図１８に示す変形例においても、高解像度領域Ａに対して最適なスペクトル線幅で露光できる。中間解像度領域Ｃは本開示における「第３領域」の一例であり、中間解像度領域Ｃに配置される回路パターンは本開示における「第３パターン」の一例である。
　５．実施形態３
　５．１　構成
　実施形態３に係るリソグラフィシステムの構成は、実施形態１と同様であってよい。
　メモリ系やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの電子デバイスを製造する場合、一般的には、チップの中心部分にメモリセル部やピクセル部などの主要部が配置されることが多い。そして、主要部の周辺には、周辺回路や計測用マークパターンやテストパターン、モニタ用パターンなどが配置される。
　実施形態３に係るリソグラフィシステムでは、実施形態１及び実施形態２で説明したレチクルパターンの構成と同様の考え方に基づき、主要部のパターン領域（メインパターン領域）と周辺回路部のパターン領域（周辺回路領域）とが、それぞれスキャン方向と直交する方向（Ｘ軸方向）の帯状の領域として、Ｙ軸方向の異なる位置に配置されるようにレチクルパターンが設計される。すなわち、計測用マークパターン、テストパターン及びモニタ用パターンなどは可能な限り、メモリセル部やピクセル部などの主要部とＸ軸方向で重なる位置に配置し、周辺回路は可能な限り、主要部とＸ軸方向で重ならない位置に配置する。
　図１９は、実施形態３に係るリソグラフィシステムに適用されるレチクルパターンとウエハＷＦの領域との関係とを模式的に示す。図１９の上段には、レチクル４６の平面図が示されており、図１９の下段には、レチクル４６に対応するウエハＷＦの領域の断面図が示されている。図１９に示す例では、１スキャンフィールドに対応するレチクル４６内が４分割されており、各分割エリアが１つのチップの回路パターンに対応する。
　図１９に示すように、レチクル４６は、メインパターン領域Ｄと周辺回路領域Ｅとを含む。メインパターン領域Ｄは、メモリセル部やピクセル部などの主要部Ｍｗのパターンが配置される主要領域である。周辺回路領域Ｅは、主要部Ｍｗに付随する周辺回路等のパターンが配置される領域である。メインパターン領域Ｄと周辺回路領域Ｅとの配置関係は、実施形態１における高解像度領域Ａと低解像度領域Ｂとの配置関係と同様であってよい。
　実施形態３の場合、メインパターン領域Ｄに対応するウエハＷＦ上の主要部Ｍｗの領域と、周辺回路領域Ｅに対応するウエハＷＦ上の周辺回路部Ｐｗの領域とは、ウエハＷＦの面内において段差（高低差）がある。図１９では、主要部Ｍｗが周辺回路部Ｐｗよりも高い構成が例示されているが、この例に限らず、図２０に示すように、主要部Ｍｗが周辺回路部Ｐｗよりも低い構成となる場合もあり得る。なお、メインパターン領域Ｄは単に「領域Ｄ」と記載される場合があり、周辺回路領域Ｅは単に「領域Ｅ」と記載される場合がある。ウエハＷＦにおける主要部Ｍｗの領域は本開示における「第１高さ領域」の一例である。周辺回路部Ｐｗの領域は本開示における「第２高さ領域」の一例である。
　図２１は、実施形態３に係るリソグラフィシステムにおける帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例を示す。図２１に関して、図１１と異なる点を説明する。図２１の上段には図１９で説明したレチクルパターンとウエハＷＦの断面図が示されている。図２１の中段に示す枠内には、１スキャン内のＹ方向位置と最適波長λｂとの関係を示すグラフＧ１１と、１スキャン内のＹ方向位置と最適スペクトル線幅Δλｂとの関係を示すグラフＧ１２とが示されている。
　図２１の下段に示す枠内には、１スキャン内のＹ方向位置に対応するスキャン露光パルス毎の目標波長λｔを示すグラフＧ１３と、スキャン露光パルス毎の目標スペクトル線幅Δλｔを示すグラフＧ１４とが示されている。
　図２１に示す例では、露光制御部４０はリソグラフィ制御部１１０によって作成されるファイルＣ３のデータを読み込んで、メインパターン領域Ｄと周辺回路領域Ｅのそれぞれの領域に対する最適な波長λｂと最適なスペクトル線幅Δλｂの値を使用して、これらの値をそのままレーザ制御部２０に目標波長λｔと目標スペクトル線幅Δλｔとして送信した場合の例を示している。
　５．２　動作
　実施形態３に係るリソグラフィシステムの露光制御部４０は、ウエハＷＦにおける主要部Ｍｗと周辺回路部Ｐｗとの段差に応じて、パルスレーザ光の中心波長を変更する。
　露光制御部４０は、ウエハＷＦの段差に応じて、必要な焦点深度と、焦点の位置と、必要な解像力等から、スキャン方向と直交する方向の帯状の領域に最適な波長λｂと最適なスペクトル線幅Δλｂとを計算する。露光制御部４０は、最適波長λｂと最適スペクトル線幅Δλｂとから各スキャンフィールドのパルス毎の目標波長λｔと目標スペクトル線幅Δλｔとを計算する。
　露光制御部４０は、ステップアンドスキャンの方式で各パルスのレーザ光の制御パラメータ値（目標波長λｔ，目標スペクトル線幅Δλｔ，目標パルスエネルギＥｔ）をレーザ制御部２０に送信する。
　レーザ制御部２０は、パルス毎に制御パラメータの目標値となるようにレーザ装置１２を制御し、発光トリガ信号Ｔｒに従ってパルスレーザ光を出力させる。
　露光制御部４０は、発光トリガ信号Ｔｒを送信しながらレチクルステージ４８とウエハステージ５４を制御してレチクル４６の像をウエハＷＦ上にスキャン露光する。
　５．３　リソグラフィ制御部の処理内容の例
　図２２は、実施形態３のリソグラフィ制御部１１０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図２２に示すフローチャートについて、図１２と異なる点を説明する。図２２に示すフローチャートは、図１２におけるステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１５及びＳ１７に代えて、ステップＳ１２ｃ、Ｓ１４ｃ、Ｓ１５ｃ及びＳ１７ｃを含む。
　ステップＳ１２ｃにおいて、リソグラフィ制御部１１０はメインパターン領域Ｄのレチクルパターンについてのパターン情報と結像位置Ｆ（Ｄ）の入力を受け付ける。結像位置Ｆ（Ｄ）は、ウエハＷＦ上における主要部Ｍｗの高さ位置（Ｚ位置）に応じて決定される（図１９及び図２０参照）。
　ステップＳ１３において、リソグラフィ制御部１１０はメインパターン領域Ｄに対する最適なレーザ光の制御パラメータを計算する。
　そして、ステップＳ１４ｃにおいて、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ１３の計算により算出された制御パラメータをファイルＣ３に書き込む。
　ステップＳ１５ｃにおいて、リソグラフィ制御部１１０は周辺回路領域Ｅのレチクルパターンについてのパターン情報と結像位置Ｆ（Ｅ）の入力を受け付ける。結像位置Ｆ（Ｅ）は、ウエハＷＦ上における周辺回路部Ｐｗの高さ位置（Ｚ位置）に応じて決定される（図１９及び図２０参照）。
　ステップＳ１６において、リソグラフィ制御部１１０は周辺回路領域Ｅに対する最適なレーザ光の制御パラメータを計算する。
　ステップＳ１７ｃにおいて、リソグラフィ制御部１１０はステップＳ１６の計算により算出された制御パラメータをファイルＣ３に書き込む。
　ステップＳ１７ｃの後、リソグラフィ制御部１１０は図２２のフローチャートを終了する。
　図２３は、ファイルＣ３に保存されるテーブルのデータ構造を示す概念図である。ファイルＣ３には、レチクル４６の領域別に、結像位置、最適波長λｂ、最適スペクトル線幅Δλｂ、及び最適パルスエネルギＥｂのパラメータのデータが書き込まれる。
　５．４　露光制御部の処理内容の例
　図２４は、実施形態３の露光制御部４０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図２４に示すフローチャートについて、図１４と異なる点を説明する。図２４に示すフローチャートは、図１４におけるステップＳ２１及びＳ２２に代えて、ステップＳ２１ｃ及びＳ２２ｃを含む。
　ステップＳ２１ｃにおいて、露光制御部４０はリソグラフィ制御部１１０に保存されているファイルＣ３のデータを読み込む。
　ステップＳ２２ｃにおいて、露光制御部４０はファイルＣ３のデータと、スキャンフィールド内の領域Ｄ及び領域Ｅの場所とに基づいて、各スキャンフィールド内の各パルスのレーザ光の制御パラメータの目標値（λｔ，Δλｔ，Ｅｔ）を求める。以降のステップは図１４のフローチャートと同様である。
　５．５　作用・効果
　実施形態３に係るリソグラフィシステムによれば、メモリ系やＣＭＯＳイメージセンサなどの電子デバイスを製造する場合においても、メインパターン領域Ｄと周辺回路領域Ｅとをスキャン方向との直交方向に帯状に配置することによって、メインパターン領域Ｄと周辺回路領域Ｅのそれぞれの領域に対して最適なレーザ光の制御パラメータでスキャン露光することが可能となる。
　その結果、製造される半導体素子の性能や歩留まりが改善する。
　５．６　その他
　実施形態３では、リソグラフィ制御部１１０と露光制御部４０の機能を分けた場合の例で説明したが、この例に限定されることなく、リソグラフィ制御部１１０の機能を露光制御部４０が含んでいてもよい。
　図２２のような計算フローは、計算プログラムを搭載したコンピュータで予め計算して、図２３のようなファイルＣ３を、リソグラフィ制御部１１０又は露光制御部４０の記憶装置に保存しておいてもよい。
　さらに、実施形態３では、ファイルＣ３の作成を光学シミュレーション計算によってそれぞれの領域Ｄ及びＥの最適波長λｂと最適スペクトル幅Δλｂと最適パルスエネルギＥｂを求めているが、この例に限定されることない。例えば、レーザ光の制御パラメータを振りながら、テスト露光試験を行い、その結果をもとに各領域それぞれに対して最適なレーザ光の制御パラメータをファイルＣ３に保存してもよい。
　６．実施形態４
　６．１　構成
　実施形態４に係るリソグラフィシステムの構成は、実施形態１と同様であってよい。
　６．２　動作
　図２５は、実施形態４に係るリソグラフィシステムにおける帯状のレチクルパターンと目標レーザ光の制御パラメータ値のトレンドの例を示す。図２５の例について、図２１と異なる点を説明する。図２５では、図２１のグラフＧ１３及びＧ１４に代えて、グラフＧ１５及びＧ１６となっている。
　グラフＧ１５は、図２１のグラフＧ１３と比較して、目標スペクトル線幅Δλｔの値を切り替えるタイミングが、メインパターン領域ＤのＹ軸方向マイナス側境界位置よりもさらにマイナス側（手前側）にスキャンビームＳＢのＹ方向幅（Ｂｙ幅）分だけ早いタイミングとなるように、変更されている。これは、領域ＤのＹ軸方向マイナス側境界位置からＹ軸方向マイナス側にＢｙ幅の帯状領域だけ領域Ｄの境界領域を拡大した仮想的な拡大領域Ｄｅに対して目標波長λｔ（Ｄ）と目標スペクトル線幅Δλｔ（Ｄ）とを設定することを意味している。
　図２５に示すように、領域Ｄから拡大領域Ｄｅに変更することに伴い、領域Ｅは逆にＹ軸方向プラス側境界位置がＢｙ幅だけＹ軸方向マイナス側に移動して領域が縮小され、仮想的な縮小領域Ｅｒに変更される。そして、縮小領域Ｅｒに対して目標波長λｔ（Ｅ）と目標スペクトル線幅Δλｔ（Ｅ）とが設定される。
　図２５の最下段に示す枠内には、１スキャン内のＹ方向位置に対応するスキャン露光パルス毎の移動積算スペクトル波長λｍｖを示すグラフＧ１７と、スキャン露光パルス毎の移動積算スペクトル線幅Δλｍｖを示すグラフＧ１８とが示されている。
　グラフＧ１５に示すように目標波長λｔを設定することにより、グラフＧ１７に示すように、メインパターン領域Ｄの範囲において移動積算スペクトル波長λｍｖが目標スペクトル線幅Δλｔ＝Δλｂに近づき一定となる。
　グラフＧ１６に示すように目標スペクトル線幅を設定することにより、グラフＧ１８に示すように、メインパターン領域Ｄの範囲において移動積算スペクトル線幅Δλｍｖが一定となる。
　図２６は、実施形態４の露光制御部４０が実施する処理の例を示すフローチャートである。図２６に示すフローチャートについて、図２４と異なる点を説明する。図２６に示すフローチャートは、ステップＳ２１ｃの前にステップＳ２０ｄが追加され、図２４のステップＳ２２ｃに代えて、ステップＳ２２ｄを含む。
　ステップＳ２０ｄにおいて、露光制御部４０は帯状の領域Ｄの範囲をＹ軸方向マイナス側にスキャンビームＳＢのビーム幅（Ｂｙ幅）だけ拡げるように領域ＤのＹ軸方向マイナス側境界位置を移動させて拡大領域Ｄｅに変更する。領域Ｄから拡大領域Ｄｅに変更することに伴い、帯状の領域ＥのＹ軸方向プラス側境界位置はＢｙ幅の分だけＹ軸方向マイナス側に移動し、領域Ｂの範囲は縮小されて縮小領域Ｅｒに変更される。
　ステップＳ２２ｄにおいて、露光制御部４０はファイルＣ３のデータと、スキャンフィールド内の拡大領域Ｄｅ及び縮小領域Ｅｒの場所とに基づいて、各スキャンフィールド内の各パルスのレーザ光の制御パラメータの目標値（λｔ，Δλｔ，Ｅｔ）を計算する。以降のステップは図２４のフローチャートと同様である。
　６．３　作用・効果
　スキャンフィールドＳＦに露光されるパルスレーザ光のスペクトル波形は、露光パルス数ＮＳＬの移動積算値となる。実施形態４によれば、少なくともメインパターン領域Ｄに照射されるレーザ光は最適なレーザ制御パラメータ（λｂ，Δλｂ）で露光できる。
　実施形態４にて説明したように、本開示の技術は、スキャン露光の際にウエハ上に段差があるメモリ系やＣＭＯＳイメージセンサなどの電子デバイスを製造する場合においても、適用できる。実施形態４によれば、製造される半導体素子の性能や歩留まりが改善する。
　７．固体レーザ装置を発振器として用いるエキシマレーザ装置の例
　７．１　構成
　図１０で説明したレーザ装置１２は、発振器２２として狭帯域化ガスレーザ装置を用いる構成を例示したが、レーザ装置の構成は図１０の例に限定されない。
　図２７は、レーザ装置の他の構成例を示す。図１０に示すレーザ装置１２に代えて、図２７に示すレーザ装置２１２を用いてもよい。図２７に示す構成について、図１０と共通又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
　図２７に示すレーザ装置２１２は、固体レーザ装置を発振器として用いるエキシマレーザ装置であって、固体レーザシステム２２２と、エキシマ増幅器２２４と、レーザ制御部２２０とを含む。
　固体レーザシステム２２２は、半導体レーザシステム２３０と、チタンサファイヤ増幅器２３２と、ポンピング用パルスレーザ２３４と、波長変換システム２３６と、固体レーザ制御部２３８とを含む。
　半導体レーザシステム２３０は、波長約７７３．６ｎｍのＣＷレーザ光を出力する分布帰還型（Distributed Feedback：ＤＦＢ）の半導体レーザと、ＣＷレーザ光をパルス化する半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）とを含む。半導体レーザシステム２３０の構成例については図２８を用いて後述する。
　チタンサファイヤ増幅器２３２は、チタンサファイヤ結晶を含む。チタンサファイヤ結晶は、半導体レーザシステム２３０のＳＯＡでパルス増幅されたパルスレーザ光の光路上に配置される。ポンピング用パルスレーザ２３４は、ＹＬＦレーザの第２高調波光を出力するレーザ装置であってもよい。ＹＬＦ（イットリウムリチウムフルオライド）は、化学式ＬｉＹＦ４で表される固体レーザ結晶である。
　波長変換システム２３６は、複数の非線形光学結晶を含み、入射したパルスレーザ光を波長変換して４倍高調波のパルスレーザ光を出力する。波長変換システム２３６は、例えば、ＬＢＯ結晶と、ＫＢＢＦ結晶とを含む。ＬＢＯ結晶は化学式ＬｉＢ３Ｏ５で表される非線形光学結晶である。ＫＢＢＦ結晶は、化学式ＫＢｅ２ＢＯ３Ｆ２で表される非線形光学結晶である。各結晶は、図示しない回転ステージ上に配置され、結晶への入射角度を変更できるように構成される。
　固体レーザ制御部２３８は、レーザ制御部２２０からの指令に従い、半導体レーザシステム２３０、ポンピング用パルスレーザ２３４及び波長変換システム２３６を制御する。
　エキシマ増幅器２２４は、チャンバ１６０と、ＰＰＭ１６４と、充電器１６６と、凸面ミラー２４１と、凹面ミラー２４２とを含む。チャンバ１６０は、ウインドウ１７１，１７２と、１対の電極１７３，１７４と、電気絶縁部材１７５とを含む。チャンバ１６０にはＡｒＦレーザガスが導入される。ＰＰＭ１６４は、スイッチ１６５と充電コンデンサとを含む。
　エキシマ増幅器２２４は、一対の電極１７３、１７４の間の放電空間に、波長１９３．４ｎｍのシード光を３回通して増幅を行う構成である。ここで、波長１９３．４ｎｍのシード光は固体レーザシステム２２２から出力されるパルスレーザ光である。
　凸面ミラー２４１と凹面ミラー２４２は、チャンバ１６０の外側における固体レーザシステム２２２から出力されたパルスレーザ光が３パスしてビーム拡大するように配置される。
　エキシマ増幅器２２４に入射した波長約１９３．４ｎｍのシード光は、凸面ミラー２４１及び凹面ミラー２４２で反射することにより、一対の放電電極４１２、４１３の間の放電空間を３回通過する。これにより、シード光のビームが拡大されて増幅される。
　７．２　動作
　レーザ制御部２２０は、露光制御部４０から目標波長λｔ、目標スペクトル線幅Δλｔ、及び目標パルスエネルギＥｔを受信すると、これらの目標値となるような半導体レーザシステム２３０からのパルスレーザ光の目標波長λ１ｃｔと目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを、例えばテーブルデータ又は近似式から計算する。
　レーザ制御部２２０は、目標波長λ１ｃｔと目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔとを固体レーザ制御部２３８に送信し、エキシマ増幅器２２４から出力されるパルスレーザ光が目標パルスエネルギＥｔとなるように充電器１６６に充電電圧を設定する。
　固体レーザ制御部２３８は、半導体レーザシステム２３０からの出射パルスレーザ光が目標波長λ１ｃｔと目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔに近づくように、半導体レーザシステム２３０を制御する。固体レーザ制御部２３８が実施する制御の方式については図２８～図３１を用いて後述する。
　また、固体レーザ制御部２３８は、波長変換システム２３６のＬＢＯ結晶とＫＢＢＦ結晶との波長変換効率が最大となるような入射角度となるように、図示しない２つの回転ステージを制御する。
　露光制御部４０からレーザ制御部２２０に発光トリガ信号Ｔｒが送信されると、この発光トリガ信号Ｔｒに同期して、半導体レーザシステム２３０と、ポンピング用パルスレーザ２３４と、エキシマ増幅器２２４のＰＰＭ１６４のスイッチ１６５にトリガ信号が入力される。その結果、半導体レーザシステム２３０のＳＯＡにパルス電流が入力され、ＳＯＡからパルス増幅されたパルスレーザ光が出力される。
　半導体レーザシステム２３０からパルスレーザ光が出力され、チタンサファイヤ増幅器２３２においてさらにパルス増幅される。このパルスレーザ光は、波長変換システム２３６に入射する。その結果、波長変換システム２３６から目標波長λｔのパルスレーザ光が出力される。
　レーザ制御部２２０は、露光制御部４０２から発光トリガ信号Ｔｒを受信すると、固体レーザシステム２２２から出力されたパルスレーザ光がエキシマ増幅器２２４のチャンバ１６０の放電空間に入射した時に放電するように、半導体レーザシステム２３０の後述するＳＯＡ２６０と、ＰＰＭ１６４のスイッチ１６５と、ポンピング用パルスレーザ２３４と、にそれぞれトリガ信号を送信する。
　その結果、固体レーザシステム２２２から出力されたパルスレーザ光はエキシマ増幅器２２４で３パス増幅される。エキシマ増幅器２２４により増幅されたパルスレーザ光は、モニタモジュール３０のビームスプリッタ１８１によってサンプルされ、光センサ１８４を用いてパルスエネルギＥが計測され、スペクトル検出器１８３を用いて波長λとスペクトル線幅Δλが計測される。
　レーザ制御部２２０は、モニタモジュール３０を用いて計測されたパルスエネルギＥ、波長λ及びスペクトル線幅Δλを基に、パルスエネルギＥと目標パルスエネルギＥｔとの差と、波長λと目標波長λｔとの差と、スペクトル線幅Δλと目標スペクトル線幅Δλｔとの差と、がそれぞれ０に近づくように、充電器１６６の充電電圧と、半導体レーザシステム２３０から出力されるパルスレーザ光の波長λ１ｃｔと、スペクトル線幅Δλ１ｃｈと、をそれぞれ補正制御してもよい。
　７．３　半導体レーザシステムの説明
　７．３．１　構成
　図２８は、半導体レーザシステム２３０の構成例を示す。半導体レーザシステム２３０は、シングル縦モードの分布帰還型の半導体レーザ２５０と、半導体光増幅器（ＳＯＡ）２６０と、関数発生器（Function Generator：ＦＧ）２６１と、ビームスプリッタ２６４と、スペクトルモニタ２６６と、半導体レーザ制御部２６８とを含む。分布帰還型半導体レーザを「ＤＦＢレーザ」という。
　ＤＦＢレーザ２５０は、波長約７７３．６ｎｍのＣＷ（Continuous Wave）レーザ光を出力する。ＤＦＢレーザは、電流制御及び／又は温度制御により、発振波長を変更することができる。
　ＤＦＢレーザ２５０は、半導体レーザ素子２５１と、ペルチェ素子２５２と、温度センサ２５３と、温度制御部２５４と、電流制御部２５６と、関数発生器２５７とを含む。半導体レーザ素子２５１は、第１のクラッド層２７１、活性層２７２及び第２のクラッド層２７３を含み、活性層２７２と第２のクラッド層２７３の境界にグレーティング２７４を含む。
　７．３．２　動作
　ＤＦＢレーザ２５０の発振中心波長は、半導体レーザ素子２５１の設定温度Ｔ及び／又は電流値Ａを変化させることによって波長を変更できる。
　高速でＤＦＢレーザ２５０の発振波長をチャーピングさせて、スペクトル線幅を制御する場合は、半導体レーザ素子２５１に流れる電流の電流値Ａを高速に変化させることによってスペクトル線幅を制御可能である。
　すなわち、半導体レーザ制御部２６８から関数発生器２５７に、電流制御パラメータとして、ＤＣ成分値Ａ１ｄｃと、ＡＣ成分の変動幅Ａ１ａｃと、ＡＣ成分の周期Ａ１Ｔとの各パラメータの値を送信することによって、半導体レーザシステム２３０から出力されるパルスレーザ光の中心波長λ１ｃｈｃとスペクトル線幅Δλ１ｃｈを高速に制御することが可能となる。
　スペクトルモニタ２６６は、例えば、分光器又はヘテロダイン干渉計を用いて波長を計測してもよい。
　関数発生器２５７は、半導体レーザ制御部２６８から指定された電流制御パラメータに応じた波形の電気信号を電流制御部２５６に出力する。電流制御部２５６は関数発生器２５７からの電気信号に応じた電流を半導体レーザ素子２５１に流すように電流制御を行う。なお、関数発生器２５７は、半導体レーザ２５０の外部に設けられてもよい。例えば、関数発生器２５７は、半導体レーザ制御部２６８に含まれてもよい。
　図２９は、チャーピングによって実現されるスペクトル線幅の概念図である。スペクトル線幅Δλ１ｃｈは、チャーピングによって生成される最大波長と最小波長との差として計測される。
　図３０は、半導体レーザに流れる電流とチャーピングによる波長変化とスペクトル波形と光強度との関係を示す模式図である。図３０の下段左部に表示したグラフＧＡは、半導体レーザ素子２５１に流れる電流の電流値Ａの変化を示すグラフである。図３０の下段中央部に表示したグラフＧＢは、グラフＧＡの電流によって発生するチャーピングを示すグラフである。図３０の上段に表示したグラフＧＣは、グラフＧＢのチャーピングによって得られるスペクトル波形の模式図である。図３０の下段右部に表示したグラフＧＤは、グラフＧＡの電流によって半導体レーザシステム２３０から出力されるレーザ光の光強度の変化を示すグラフである。
　半導体レーザシステム２３０の電流制御パラメータは、グラフＧＡに示すように、次の値を含む。
　Ａ１ｄｃ：半導体レーザ素子に流れる電流のＤＣ成分値
　Ａ１ａｃ：半導体レーザ素子に流れる電流のＡＣ成分の変動幅（電流の極大値と極小値との差）
　Ａ１Ｔ：半導体レーザ素子に流れる電流のＡＣ成分の周期
　図３０に示す例では、電流制御パラメータのＡＣ成分の例として、三角波の例が示されており、三角波の電流の変動によって、半導体レーザ２５０から出力されるＣＷレーザ光の光強度の変動が少ない場合の例を示す。
　ここで、ＳＯＡ２６０の増幅パルスの時間幅ＤＴＷとＡＣ成分の周期Ａ１Ｔとの関係は次の式（１）を満足するのが好ましい。
　　ＤＴＷ　＝　ｎ・Ａ１Ｔ　　　　　　　　　　（１）
ｎは１以上の整数である。
　この式（１）の関係を満足させることによって、ＳＯＡ２６０で、どのようなタイミングでパルス増幅を行っても、増幅されたパルスレーザ光のスペクトル波形の変化を抑制できる。
　また、式（１）を満足しなくても、ＳＯＡ２６０でのパルス幅の範囲は、例えば１０ｎｓ～５０ｎｓである。半導体レーザ素子２５１に流れる電流のＡＣ成分の周期Ａ１Ｔは、ＳＯＡ２６０のパルス幅（増幅パルスの時間幅ＤＴＷ）よりも十分短い周期である。例えば、この周期Ａ１ＴはＳＯＡ２６０でのパルス幅に対して、１／１０００以上１／１０以下、であることが好ましい。さらに好ましくは１／１０００以上１／１００以下であってもよい。
　また、ＳＯＡ２６０の立ち上がり時間は、例えば２ｎｓ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１ｎｓ以下である。ここでいう立ち上がり時間とは、図３１に示すように、パルス電流の波形における振幅が、最大振幅の１０％から９０％まで増加するのに要する時間Ｒｔをいう。
　７．３．３　その他
　図３０に示した例では、電流のＡＣ成分の波形の例として三角波を示したが、この例に限定されることなく、例えば、一定周期で変化する波形であればよい。三角波以外の他の例として、ＡＣ成分の波形は、正弦波や矩形波などであってもよい。このＡＣ成分の波形を制御することによって、様々な目標のスペクトル波形を生成することができる。
　７．４　作用・効果
　固体レーザシステム２２２を発振器として用いるレーザ装置２１２は、エキシマレーザを発振器として用いる場合と比較して、以下のような利点がある。
　［１］固体レーザシステム２２２は、ＤＦＢレーザ２５０の電流値Ａを制御することによって、波長λとスペクトル線幅Δλを高速かつ高精度に制御できる。すなわち、レーザ装置２１２は、目標波長λｔとスペクトル線幅Δλｔのデータを受信すれば、直ちに、ＤＦＢレーザ２５０の電流値Ａを制御して、高速に発振波長とスペクトル線幅を制御できるので、高速でかつ高精度に、レーザ装置２１２から出力されるパルスレーザ光の波長λとスペクトル線幅Δλを毎パルス変更制御できる。
　［２］さらに、ＤＦＢレーザ２５０の電流値を制御してチャーピングさせることによって、通常のスペクトル波形と異なる様々な関数のスペクトル波形を生成することができる。
　［３］このため、レーザ制御パラメータとしてスペクトル波形の移動積算値のスペクトル波形から求めた移動積算スペクトルの波長λｍｖ又は線幅Δλｍｖを制御する場合には、ＤＦＢレーザ２５０を含む固体レーザシステム２２２を用いた発振器とエキシマ増幅器２２４とを備えたレーザ装置が好ましい。
　７．５　その他
　固体レーザ装置の実施形態として、図２７から図３１に示した例に限定されることなく、例えば、波長約１５４７．２ｎｍのＤＦＢレーザとＳＯＡとを含む固体レーザシステムであって、波長変換システムは８倍高調波の１９３．４ｎｍ光を出力するレーザ装置であってもよい。また、その他の固体レーザ装置であって、ＣＷ発振のＤＦＢレーザとＳＯＡとを含み、波長はＤＦＢレーザに流す電流の電流値を制御し、ＳＯＡにパルス電流を流すことによってパルス増幅するシステムがあればよい。
　図２７の例では、エキシマ増幅器としてマルチパス増幅器の例を示したが、この実施形態に限定されることなく、例えば、ファブリペロ共振器又はリング共振器などの光共振器を備えた増幅器であってもよい。
　８．各種の制御部のハードウェア構成について
　レーザ制御部２０、露光制御部４０、リソグラフィ制御部１１０、固体レーザ制御部２３８、半導体レーザ制御部２６８及びその他の各制御部として機能する制御装置は、１台又は複数台のコンピュータのハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現することが可能である。ソフトウェアはプログラムと同義である。プログラマブルコントローラはコンピュータの概念に含まれる。コンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを含んで構成され得る。コンピュータに含まれるＣＰＵはプロセッサの一例である。
　また、制御装置の処理機能の一部又は全部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に代表される集積回路を用いて実現してもよい。
　また、複数の制御装置の機能を１台の制御装置で実現することも可能である。さらに本開示において、制御装置は、ローカルエリアネットワークやインターネットといった通信ネットワークを介して互いに接続されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムユニットは、ローカル及びリモート両方のメモリストレージデバイスに保存されてもよい。
　９．電子デバイスの製造方法
　図３２は、露光装置１４の構成例を概略的に示す。露光装置１４は、照明光学系４４と、投影光学系５０とを含む。照明光学系４４は、レーザ装置１２から入射したレーザ光によって、図示しないレチクルステージ４８上に配置されたレチクル４６のレチクルパターンを照明する。投影光学系５０は、レチクル４６を透過したレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板であってよい。ワークピーステーブルＷＴは、ウエハステージ５４であってよい。
　露光装置１４は、レチクルステージ４８とワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したレーザ光をワークピース上に露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにレチクルパターンを転写後、複数の工程を経ることで半導体デバイスを製造することができる。半導体デバイスは本開示における「電子デバイス」の一例である。
　図３２におけるレーザ装置１２は、図２７で説明した固体レーザシステム２２２を含むレーザ装置２１２などであってもよい。
　１０．その他
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。したがって、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
　本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 　レチクルにパルスレーザ光を照射して半導体基板をスキャン露光する露光システムであって、
    　前記パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    　前記パルスレーザ光を前記レチクルに導光する照明光学系と、
    　前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    　前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    　を備え、
    　前記レチクルは、第１パターンが配置された第１領域と第２パターンが配置された第２領域とを備え、
    　前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれは、前記パルスレーザ光のスキャン方向に対して直交するスキャン幅方向に連続する領域であり、前記第１領域と前記第２領域とが前記スキャン方向に並んで配置され、
    　前記プロセッサは、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの領域に応じて前記パルスレーザ光の制御パラメータの値を変えて、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの領域に応じた前記パルスレーザ光を出力させるように前記レーザ装置を制御する、
    　露光システム。
  2. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの前記スキャン幅方向の長さが前記レチクルの前記スキャン幅方向の長さの５０％以上である、
    　露光システム。
  3. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記第１領域及び第２領域のそれぞれは、前記スキャン幅方向の領域の長さが、スキャン方向の領域の長さよりも長い帯状の領域であり、
    　前記スキャン幅方向の直線上に前記第１領域と前記第２領域とが非混在である、
    　露光システム。
  4. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記制御パラメータは、目標波長、目標スペクトル線幅、及び目標パルスエネルギのうち少なくとも１つを含む、
    　露光システム。
  5. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記プロセッサは、前記第１領域に応じた前記パルスレーザ光の第１目標波長と第１目標スペクトル線幅と第１目標パルスエネルギとを設定して、前記第１領域に対して第１パルスレーザ光を照射するように前記レーザ装置を制御し、
    　前記第２領域に応じた前記パルスレーザ光の第２目標波長と第２目標スペクトル線幅と第２目標パルスエネルギとを設定して、前記第２領域に対して第２パルスレーザ光を照射するように前記レーザ装置を制御する、
    　露光システム。
  6. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記プロセッサは、前記レチクルのレチクルパターンの情報を基に、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの領域に対応した前記制御パラメータの値を算出する、
    　露光システム。
  7. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記スキャン露光に用いるパラメータを管理するサーバをさらに備え、
    　前記サーバは、前記レチクルのレチクルパターンの情報を基に、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの領域に対応した前記制御パラメータの値を算出し、
    　前記算出された前記制御パラメータの値をそれぞれの前記領域と関連付けてファイルに書き込む、
    　露光システム。
  8. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記プロセッサは、前記第１領域及び前記第２領域の領域毎に前記パルスレーザ光の目標波長と目標スペクトル線幅と目標パルスエネルギと定めたテーブルを保持し、
    　前記テーブルに基づいて、前記第１領域及び前記第２領域の領域毎に前記パルスレーザ光の出力を制御する、
    　露光システム。
  9. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記プロセッサは、
    　前記半導体基板のスキャンフィールドに露光される前記パルスレーザ光の移動積算スペクトル波長及び移動積算スペクトル線幅の少なくとも一方に基づいて、前記レーザ装置を制御する、
    　露光システム。
  10. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記スキャン方向をＹ軸方向とし、Ｙ軸方向プラス側に向かって前記レチクルをスキャンする前記パルスレーザ光のスキャンビームのＹ軸方向ビーム幅をＢｙ幅とする場合に、
    　前記プロセッサは、
    　前記レチクルのレチクルパターンの情報を基に、前記第１領域のＹ軸方向マイナス側の境界を前記Ｂｙ幅に対応する距離だけＹ軸方向マイナス側に変更して前記第１領域を拡大させた拡大領域を求め、前記第１領域のＹ軸方向プラス側に隣接する前記第２領域のＹ軸方向プラス側の境界を前記Ｂｙ幅に対応する距離だけＹ軸方向マイナス側に変更して前記第２領域を縮小させた縮小領域を求め、
    　前記拡大領域及び前記縮小領域のそれぞれの領域に応じて前記パルスレーザ光の制御パラメータの値を変えて、それぞれの領域に応じた前記パルスレーザ光を出力させるように前記レーザ装置を制御する、
    　露光システム。
  11. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記レチクルは、第３パターンが配置された第３領域をさらに備え、
    　前記第３領域は、前記パルスレーザ光のスキャン方向に対して直交するスキャン幅方向に連続する領域であり、前記第１領域と前記第２領域との間に配置される、
    　露光システム。
  12. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記第１パターンは、前記第２パターンよりも相対的に高い解像力が要求される半導体素子のパターンである、
    　露光システム。
  13. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記第１領域には、前記第１パターンとしてスタティックランダムアクセスメモリ及びイメージセンサのピクセルのうち少なくとも一方のパターンが配置され、
    　前記第２領域には、前記第２パターンとして孤立パターン、ロジック素子、及びアンプのうち少なくとも１つのパターンが配置される、
    　露光システム。
  14. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記第１領域には、前記第１パターンとしてメモリセル及びイメージセンサのピクセルのうち少なくとも一方のパターンが配置され、
    　前記第２領域には、前記第２パターンとして周辺回路のパターンが配置される、
    　露光システム。
  15. 　請求項１４に記載の露光システムであって、
    　前記第１領域には、さらに、前記第１パターンとして計測用マークパターン、テストパターン、及びモニタ用パターンのうち少なくとも１つが配置される、
    　露光システム。
  16. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記半導体基板は、前記スキャン露光が行われるスキャンフィールド内において、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの領域に対応する位置に段差を有している、
    　露光システム。
  17. 　請求項１６に記載の露光システムであって、
    　前記プロセッサは、
    　前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの領域に対応する前記スキャンフィールド内の第１高さ領域及び第２高さ領域の各領域を露光する前記パルスレーザ光の結像位置の情報を取得し、
    　前記プロセッサは、前記レチクルのレチクルパターンの情報と前記結像位置の情報とを基に、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの領域に対応した前記制御パラメータの値を算出する、
    　露光システム。
  18. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記レーザ装置は、
    　発振器と、
    　前記発振器から出力されたパルスレーザ光を増幅する増幅器と、
    　を含むエキシマレーザ装置であり、
    　前記発振器は、狭帯域化モジュールを備える、
    　露光システム。
  19. 　請求項１に記載の露光システムであって、
    　前記レーザ装置は、
    　発振器と、
    　前記発振器から出力されたパルスレーザ光を増幅する増幅器と、
    　を含むエキシマレーザ装置であり、
    　前記発振器は、
    　分布帰還型半導体レーザを用いた固体レーザシステムである、
    　露光システム。
  20. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    　前記パルスレーザ光をレチクルに導光する照明光学系と、
    　前記レチクルを移動させるレチクルステージと、
    　前記レーザ装置からの前記パルスレーザ光の出力及び前記レチクルステージによる前記レチクルの移動を制御するプロセッサと、
    　を備え、
    　前記レチクルは、第１パターンが配置された第１領域と第２パターンが配置された第２領域とを備え、
    　前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれは、前記パルスレーザ光のスキャン方向に対して直交するスキャン幅方向に連続する領域であり、前記第１領域と前記第２領域とが前記スキャン方向に並んで配置され、
    　前記プロセッサは、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの領域に応じて前記パルスレーザ光の制御パラメータの値を変えて、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれの領域に応じた前記パルスレーザ光を出力させるように前記レーザ装置を制御する、露光システムを用いて、電子デバイスを製造するために、前記レチクルに前記パルスレーザ光を照射して感光基板をスキャン露光することを含む電子デバイスの製造方法。
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